Xem mã nguồn của Máy đo từ fluxgate

[[Hình:Floating core fluxgate inclinometer compass autonnic.jpg|thumb|Đầu đo la bàn fluxgate (compass) và đo độ nghiêng (inclinometer) mở nắp.]]
'''Máy đo từ Fluxgate''' ([[tiếng Anh]]: Fluxgate Magnetometer), còn gọi là Máy đo từ ferro, ''Máy đo từ kiểu sắt từ'', là một kiểu ''[[máy đo từ]]'' hoạt động dựa trên sự phụ thuộc phi tuyến của ''độ từ cảm'' μ theo trường từ H của các ''[[vật liệu từ mềm]]'' (vật liệu ferro).<ref>{{Chú thích web | url = http://www.fao.org/fishery/equipment/fluxgatecompass/en | tiêu đề = Fluxgate compass | tác giả 1 =  | ngày =  | ngày truy cập = 22 tháng 11 năm 2014 | nơi xuất bản =  | ngôn ngữ = }}</ref><ref>[http://www.sensorland.com/HowPage071.html What is a Fluxgate ?]. Sensorland, 2014. Truy cập 2/01/2019.</ref>

Máy có đầu thu là các tấm cắt lá kim loại [[sắt từ]] mềm, thường dùng [[permalloy]], ghép lại có kích thước phù hợp, và một cuộn dây quấn quanh để từ hóa. Trục của hệ thống cuộn dây - thanh sắt từ gọi là ''trục vật lý''. Máy đo thành phần trường dọc theo trục vật lý của vector [[từ trường]].

Đầu thu Fluxgate được dùng trong máy đo từ trường, và làm cảm biến từ trường trong các cơ cấu định hướng thiết bị theo từ trường, đặc biệt là [[từ trường Trái Đất]].

== Nguyên lý chế tạo ==

Tại Mỹ máy đo từ Fluxgate được [[:en:Victor Vacquier|Victor Vacquier]], Gulf Research Laboratories, phát minh năm 1930 và trong [[Thế chiến II]] được dùng cho dò tìm [[tàu ngầm]]. Tại Đức thì [[:de:Friedrich Förster (Physiker)|Friedrich Förster]] phát minh năm 1937, dùng cho [[kiểm tra không phá hủy]] các vật kim loại.

[[Tập tin:FluxGate Magnetometer Schema.png|thumb|400px|Nguyên lý hoạt động máy đo từ Fluxgate]]
[[Cảm biến]] (Sensor) của máy là các tấm cắt lá thép [[permalloy]] ghép lại thành thanh [[tiết diện]] gần vuông, và có quấn hai cuộn dây bao quanh. Cuộn w1 được cấp [[điện xoay chiều]] E(t) dạng sin [[tần số]] vài KHz, sao cho nó sinh ra trường từ H(t) lớn vượt trội cảm ứng từ bão hòa (Hình 3 b). Khi đó cuộn thứ cấp w2 sẽ chỉ thu được [[cảm ứng điện từ]] s(t) ở phần có H(t) nhỏ. Nó hoạt động ngược với [[Máy biến áp|''biến áp điện'']] là thiết bị có mạch dẫn từ ''khép kín'' và làm việc ở ''miền tuyến tính''.

Nếu trường từ ngoài Z=0, các xung ở s(t) sẽ cân đối (Hình 3 c). Nếu Z#0 các xung này mất cân đối (Hình 3 d). Để dò ra sự lệch dạng nhạy và chính xác, mạch dò dạng ''Waveform Detect'' phải thực hiện tách sóng đồng bộ. Mạch dao động chủ Osc cấp ra xung vuông cơ sở cho tách sóng và mạch tạo dạng sin E(t).

Vì tín hiệu lệch dạng không tỷ lệ với trường Z, nên kỹ thuật bù trường được sử dụng, cấp vào cuộn w1 (hoặc cuộn thứ 3 tuỳ thiết kế) dòng bù một chiều Ic để triệt tiêu trường Z trong lõi, đến khi thấy độ lệch dạng còn rất nhỏ. Mạch Ic Adjust, một khuếch đại dòng, thực hiện chức năng này. Khi đó, Ic tỷ lệ với trường Z (có dấu), và được chuyển đổi Z = K Ic để hiện giá trị trường. Phân biệt được chênh lệch dòng Ic cho vài nT trên nền trường 40 000 nT là việc khó khăn, nên máy thường có độ nhạy không cao.

Hệ số chuyển đổi K phụ thuộc vào cặp Đầu thu - Máy đo cụ thể, và bị thay đổi trong quá trình sử dụng (ví dụ do va đập làm thay đổi nhỏ trong đầu thu). Do đó máy thuộc nhóm ''từ kế vector tương đối'', và định kỳ máy phải được ''kiểm chuẩn hệ số K''. Các máy [[thăm dò từ]] được kiểm chuẩn bằng thiết bị chuẩn gọi là ''[[Cuộn Helmholtz|Vòng chuẩn Helmholtz]]''.

== Ứng dụng ==
=== [[Thăm dò từ]] ===
Trước những năm 1980 Máy đo từ Fluxgate dùng cho đo trên máy bay. Các máy đo đường bộ có được sản xuất và còn sử dụng, nhưng trong thăm dò thì nó không cạnh tranh được với Máy đo từ cơ - quang trước đây, và với [[Máy đo từ proton]] hiện nay.

Khi đo trên máy bay, việc định hướng trục sensor theo phương thẳng đứng là bất khả thi. Vì thế đã thực hiện định hướng theo vector trường toàn phần. Hệ thống đo bố trí ba Sensor vuông góc với nhau, kèm theo là 2 cơ cấu mô-tơ chỉnh hướng, sao cho Sensor thứ 2 và 3 đạt trạng thái trường bằng 0, thì tức là Sensor 1 đã định hướng theo vector trường toàn phần T. Hệ thống như vậy gọi là máy đo từ máy bay.

Ngày nay trong thăm dò thì Máy đo từ Fluxgate được sử dụng hạn chế.
=== La bàn ===
''[[La bàn]]'' fluxgate (compass) có đầu dò là 3 [[cảm biến]] XYZ lắp vuông góc với nhau, còn gọi là ''3 thành phần''. Máy có cơ cấu ''đo độ nghiêng'' (inclinometer) dạng quả dọi. Cơ cấu đo độ nghiêng điều khiển xoay cho cảm biến Z trùng hướng quả dọi, để cảm biến X, Y ở mặt nằm ngang.

Nếu cảm biến Y được điều khiển xoay đến khi trường thu được bằng 0 thì trục cảm biến X chỉ phương bắc nam từ. Nếu không có cơ cấu xoay ngang, thì phải đo [[từ trường]] theo hướng XY rồi tính góc của vector tổng.

=== Nghiên cứu không gian ===
''Máy đo từ fluxgate ba thành phần'' là một hợp phần quan trọng của các [[máy đo từ]] trên [[phi thuyền]] (Spacecraft magnetometer). Chúng phục vụ đo từ trường quanh các [[hành tinh]] hay [[vệ tinh]].

Để thích nghi với môi trường đo [[điều khiển từ xa]] và mức [[từ trường]] lớn nhỏ không biết trước, thì có [[máy đo từ]] tuyệt đối như ''từ kế vector [[Heli]]'' (Helium Vector Magnetometer) được lắp cùng để ''kiểm chuẩn'' cho máy fluxgate. Nhờ đó [[từ trường]] quanh [[Trái Đất]], [[Mặt Trăng|mặt trăng]], [[mặt trời]], [[sao Hỏa]] (Mars), [[sao Kim]] (Venus) đã được nghiên cứu.<ref name="deep space chronicle">Asif A. Siddiqi [http://history.nasa.gov/monograph24/1958.pdf 1958. Deep space chronicle.  A Chronology of Deep Space and Planetary Probes 1958–2000] History. NASA.</ref>

=== Kiểm tra không phá hủy ===
''Cảm biến fluxgate dò khuyết tật trong kim loại'' được [[:de:Friedrich Förster (Physiker)|Friedrich Förster]] phát triển, dùng lõi chữ E như trong biến áp nhưng hở mạch từ, hướng [[trường điện từ]] về phía khối vật.

Khi khối kim loại không khuyết tật, ''[[dòng điện Foucault]]'' (dòng điện xoáy) trong kim loại xảy ra đồng đều, cuộn dây thu không có tín hiệu. Khi có khuyết tật, dòng xoáy không đều, tạo ra tín hiệu ở cuộn dây thu. Thiết bị tương tự cũng được dùng trong [[máy dò kim loại]] trong tường nhà, trong đất, hay dò tìm [[vật chưa nổ]] (UXO),...

== Tham khảo ==
{{tham khảo}}

== Xem thêm ==
* [http://www.marineinsight.com/misc/marine-navigation/an-introduction-to-fluxgate-compass/ An Introduction to Fluxgate Compass]
* [https://www.youtube.com/watch?v=EWHIMBrIs6o NASA | Fluxgate Magnetometry]
* [[:en:Spacecraft magnetometer|Spacecraft magnetometer]]
* [[Máy đo từ proton]]
* [[Máy đo từ lượng tử]]
* [[Từ kế]]
* [[Dị thường từ]]

==Liên kết ngoài==
{{thể loại Commons|Fluxgate magnetometers}}
{{Khoa học Trái Đất}}
{{Máy địa vật lý}}

{{Authority control}}

[[Thể loại:Địa vật lý thăm dò]]
[[Thể loại:Địa vật lý]]
[[Thể loại:Khoa học Trái Đất]]
[[Thể loại:Khoa học hành tinh]]
[[Thể loại:Địa từ]]
[[Thể loại:Thiết bị điều hướng]]
[[Thể loại:Dụng cụ khoa học]]
[[Thể loại:Dụng cụ đo lường]]
[[Thể loại:Thiết bị từ học]]