The effect of winding and core support material on the thermal gain dependence of a fluxgate magnetometer sensor
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Fluxgate magnetometers are an important tool in geophysics and space physics but are typically sensitive to variations in sensor temperature. Changes in instrumental gain with temperature, thermal gain dependence, are thought to be predominantly due to changes in the geometry of the wire coils that sense the magnetic field and/or provide magnetic feedback. Scientific fluxgate magnetometers typically employ some form of temperature compensation and support and constrain wire sense coils with bobbins constructed from materials such as MACOR machinable ceramic (Corning Inc.) which are selected for their ultra-low thermal deformation rather than for robustness, cost, or ease of manufacturing. We present laboratory results comparing the performance of six geometrically and electrically matched fluxgate sensors in which the material used to support the windings and for the base of the sensor is varied. We use a novel, low-cost thermal calibration procedure based on a controlled sinusoidal magnetic source and quantitative spectral analysis to measure the thermal gain dependence of fluxgate magnetometer sensors at the ppm°C−1 level in a typical magnetically noisy university laboratory environment. We compare the thermal gain dependence of sensors built from MACOR, polyetheretherketone (PEEK) engineering plastic (virgin, 30 % glass filled and 30 % carbon filled), and acetal to examine the trade between the thermal properties of the material, the impact on the thermal gain dependence of the fluxgate, and the cost and ease of manufacture. We find that thermal gain dependence of the sensor varies as one half of the material properties of the bobbin supporting the wire sense coils rather than being directly related as has been historically thought. An experimental sensor constructed from 30 % glass-filled PEEK (21.6 ppm°C−1) had a thermal gain dependence within 5 ppm°C−1 of a traditional sensor constructed from MACOR ceramic (8.1 ppm°C−1). If a modest increase in thermal dependence can be tolerated or compensated, then 30 % glass-filled PEEK is a good candidate for future fluxgate sensors as it is more economical, easier to machine, lighter, and more robust than MACOR.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».