Jak działa czujnik magnetyczny?

Czujniki magnetyczne wykrywają zmiany i zakłócenia w polu magnetycznym, takie jak strumień, siła i kierunek. Inne typy czujników detekcji pracują z takimi charakterystykami jak temperatura, ciśnienie, światło. Na podstawie ustalonej wiedzy o istniejącym polu magnetycznym i danych zebranych z czujników dotyczących zmian i przeróbek można dowiedzieć się wielu rzeczy. Można monitorować obrót, kąty, kierunek, obecność i prąd elektryczny. Czujniki magnetyczne dzielą się na dwie grupy, te, które mierzą całe pole magnetyczne i te, które mierzą składowe wektorowe pola. Składowe wektora to poszczególne punkty pola magnetycznego. Techniki wykorzystywane do tworzenia tych czujników obejmują różne kombinacje fizyki i elektroniki.

Pole magnetyczne otacza prąd elektryczny. Pole jest wykrywalne dzięki swojej sile lub oddziaływaniu na ładunki elektryczne, magnesy i produkty magnetyczne. Można zmierzyć i udokumentować siłę i kierunek pola magnetycznego. Wahania w tym polu są wykrywane i wprowadzane są korekty lub zmiany w odpowiedzi maszyny, a decyzje lekarzy, kierunek, jaki nadaje instrument nawigacyjny, czy odpowiedź na wykrycie system. Świetnym przykładem jest pole magnetyczne Ziemi. Jest mierzony i śledzony przez czujniki magnetyczne, które są częścią narzędzi nawigacyjnych, które Honeywell i inne korporacje projektują i produkują. Większość czujników magnetycznych jest wykorzystywana do pomiarów w procesach przemysłowych, narzędziach nawigacyjnych i pomiarach naukowych.

Istnieje kilka rodzajów technologii używanych do działania czujnika magnetycznego. Fluxgate, efekt Halla, magnetorezystancyjny, magnetoindukcyjny, precesja protonów, pompa optyczna, precesja jądrowa, i SQUID (nadprzewodzące urządzenia interferencji kwantowej) mają inne podejście do korzystania z czujników magnetycznych. Urządzenia magnetorezystywne rejestrują opór elektryczny pola magnetycznego. Magnetoindukcyjne to cewki otaczające materiał magnetyczny, których zdolność przenikania zmienia się w polu magnetycznym Ziemi. Fluxgate mierzy pola magnetyczne w porównaniu ze znaną wewnętrznie wytworzoną reakcją magnetyczną, która przebiega przez stale zmieniający się zestaw parametrów. Każdy rodzaj technologii skupia się na określonym obszarze detekcji, pomiarze do wykrycia i sposobie rejestracji zmian.

Niedawne odkrycie może umożliwić udoskonalenie czujników magnetycznych na całym świecie. NIST (National Institute of Standards and Technology) ujawnił, że łączenie warstw stopu magnetycznego z nanowarstwami srebra zwiększa czułość magnetyczną. Możliwość zastosowania niezwykle cienkiego czujnika magnetycznego (tzw. cienkich warstw) jest koniecznością w zastosowaniach znajdujących się w urządzeniach medycznych, wykrywaniu broni i przechowywaniu danych.