Měření slabého magnetického pole ve 3D prostoru
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Cílem práce bylo teoreticky určit rozložení magnetického pole v okolí miniaturních NdFeB magnetů cylindrického tvaru, výsledky simulace porovnat s daty naměřenými komerčním gaussmetrem F.W. BELL a vytvořit vlastní koncepci sondy. V simulačním softwaru Ansys AIM a FEMM 4.2 byl simulován vliv fyzických rozměrů magnetu – průměru a výšky magnetu, rádia hrany magnetu a také ochranného pokovení. Z provedené simulace vyplývá, že velikost magnetické indukce na povrchu magnetu závisí na poměru průměru ku výšce magnetu. Větší rádie hrany magnetu zvětší velikost magnetické indukce těsně nad povrchem magnetu, ale ve větších vzdálenostech je magnetická indukce menší než u magnetu bez rádia. Ochranná vrstva Ni-Cu-Ni o tloušťce 21 µm má u magnetů s rozměry řádově v jednotkách milimetrů negativní vliv na velikost povrchové magnetické indukce. U nejmenšího rozměru magnetu 1x1 mm dojde v důsledku pokovení k poklesu magnetické indukce na povrchu až o 14 %. Hodnoty magnetické indukce naměřené gaussmetrem F.W. Bell nad povrchem magnetu se od simulace nejvíce lišily u magnetu 1x1 mm. S pomocí simulace magnetického pole magnetu byl vytvořen návrh sondy. V práci jsou zmíněny potenciální nedostatky této sondy a také postup při kalibraci senzorů.
The aim of this thesis is to theoretically examine the magnetic field of miniature cylindrical NdFeB magnets, compare the simulation results to real-world measurements, and design a magnetic field probe using suitable sensors. A FEM simulation was conducted using Ansys AIM and FEMM 4.2. The simulation shows that the magnetic induction on the surface of the magnet depends on the diameter/height ratio. The simulation results also show that 21 µm thick protective layer of Ni-Cu-Ni metal on the surface of NdFeB magnets lowers flux density of the smallest magnet sample (1x1 mm) by up to 14 %. It was also concluded that a larger magnet edge radius results in a higher flux density on the surface of the magnet. The biggest differences between simulation data and data measured by the F.W. BELL gaussmeter occurred in the smallest magnet sample. Using the FEMM 4.2 simulation software, a three-axis magnetic field probe was designed. Potential problems with this probe design have been identified. A simple procedure for probe calibration was proposed.
The aim of this thesis is to theoretically examine the magnetic field of miniature cylindrical NdFeB magnets, compare the simulation results to real-world measurements, and design a magnetic field probe using suitable sensors. A FEM simulation was conducted using Ansys AIM and FEMM 4.2. The simulation shows that the magnetic induction on the surface of the magnet depends on the diameter/height ratio. The simulation results also show that 21 µm thick protective layer of Ni-Cu-Ni metal on the surface of NdFeB magnets lowers flux density of the smallest magnet sample (1x1 mm) by up to 14 %. It was also concluded that a larger magnet edge radius results in a higher flux density on the surface of the magnet. The biggest differences between simulation data and data measured by the F.W. BELL gaussmeter occurred in the smallest magnet sample. Using the FEMM 4.2 simulation software, a three-axis magnetic field probe was designed. Potential problems with this probe design have been identified. A simple procedure for probe calibration was proposed.
Description
Citation
BÁR, M. Měření slabého magnetického pole ve 3D prostoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D. (předseda)
Ing. Tomáš Macho, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jakub Dokoupil, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Fialka, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Jelínek, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Havránek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2020-06-25
Defence
Student při obhajobě uvedl komisi do problematiky měření slabého MP a používaných snímačů. Dále byla popsána poměrně podrobná simulace použitých magnetů v programu ANSYS a návrh měřicí sondy. Otázky oponenta nebyly zpracovány v prezentaci, student na ně ale samostatně odpověděl. Komise měla dále dotazy k provedeným měřením a vlastnostem použitého snímače, které byly také bez problémů zodpovězeny.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení