Невидимые сенсоры, которые не искажают измеряемые ими магнитные поля

03.05.2018

Практически все датчики магнитных полей, используемых в современных компьютерах, автомобилях, самолетах и других системах, вносят значительные искажения в измеряемые ими магнитные поля. Эти искажения могут стать источником больших проблем в некоторых областях применения, к примеру, в медицинской или научной аппаратуре, которая проводит сверхвысокоточные измерения. Помимо этого, вносимые искажения могут стать причиной возникновения перекрестных паразитных связей в системах, в которых используется множество датчиков различного типа.

Ученым из Автономного университета (Autonomous University of Barcelona), Барселона, Испания, удалось найти решение описанной выше проблемы. Созданные ими сенсоры являются "невидимками" с магнитной точки зрения, другими словами, эти сенсоры не вносят никаких искажений в магнитные поля, но позволят произвести измерения этих полей.

"Это является первым в своем роде магнитным "невидимым датчиком" - рассказывает Роза Маш-Батлле (Rosa Mach-Batlle), - "При этом, уровень "невидимости" этого датчика можно регулировать от полной невидимости до полной видимости".

Основанная масса датчиков магнитного поля изготавливается на основе ферромагнитных материалов, которые выступают в роли усилителей снимаемых сигналов. Однако обратной стороной этой медали является то, что ферромагнитные материалы вносят искажения в форму и силу магнитного поля. Ранее были сделаны попытки сделать "невидимый" магнитный датчик, облачив ферромагнитный активный элемент этого датчика в подобие магнитного "плаща-невидимки". Однако, такой подход полностью изолировал датчик от магнитного поля, лишив его возможности производить измерения.

Основой нового датчика-невидимки является сферическая магнитная оболочка, форма которой компенсирует и изолирует искажения магнитного поля, вносимые находящимся внутри чувствительным элементом этого датчика. В этой оболочке создана масса тонких зазоров, через которые внешнее магнитное поле достигает чувствительного элемента, позволяя ему производить измерения. Максимальная степень "невидимости" этого датчика возникает в случае, если измеряемое магнитное поле однородно и внутренний чувствительный элемент датчика так же имеет сферическую форму.

Сферическая оболочка, которая окружает датчик, должна иметь такие магнитные свойства, которыми не обладает ни один материал естественного происхождения. Эти свойства были приданы оболочке путем ее изготовления из материала с искусственной сложной структурой, так называемого метаматериала, основой которого является высокотемпературный сверхпроводниковый материал.

В своих дальнейших исследованиях ученые планируют использовать подобные решения для создания высокоэффективного магнитного "плаща-невидимки". Это, в свою очередь, может быть использовано для создания устройств, которые должны функционировать в условиях присутствия сильных переменных магнитных полей, или устройств, позволяющих придавать магнитным полям заданную сложную форму.

<< Назад: Искусственные эмбрионы, вызывающие беременность 04.05.2018

>> Вперед: Оптический диод 03.05.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности восприятия старости 14.07.2025

Понятие старости зачастую оказывается субъективным и подвижным: то, что кажется "преклонным возрастом" в юности, в зрелости уже воспринимается иначе. Исследования показывают, что границы старения не столько определяются биологическим возрастом, сколько зависят от психологического восприятия и отношения к собственному телу и уму. Недавнее исследование, проведенное в США среди двух тысяч человек старше сорока лет, позволило ученым определить, в каком возрасте американцы начинают ощущать себя "старыми". Оказалось, что чувство старения в среднем наступает уже к 47 годам, а заметная обеспокоенность внешними возрастными изменениями - примерно к пятидесяти. Это тот момент, когда люди чаще начинают замечать морщины, снижение тонуса кожи и общую усталость. На фоне этих внешних изменений многие участники признались, что испытывают тревогу по поводу когнитивного спада. Более половины респондентов признались, что хотя бы раз в день забывают, что собирались сказать, а четверть - теряют мысль ...>>

Гибкое композитное волокно для суперконденсаторов 14.07.2025

Проблема хранения и передачи энергии стоит особенно остро в эпоху носимой электроники, электромобилей и дронов. Современные аккумуляторы и суперконденсаторы часто сталкиваются с ограничениями по мощности, гибкости и сроку службы. Однако новое исследование, проведенное совместно учеными из Корейского института науки и технологий (KIST) и Сеульского национального университета, предлагает прорывной подход к решению этих задач. Ключ к инновации - композитные волокна, изготовленные из комбинации однослойных углеродных нанотрубок (CNT) и проводящего полимера полианилина (PANI). Такая структура сочетает в себе уникальные свойства обоих материалов: гибкость, прочность, высокую проводимость и способность к эффективному накоплению и передаче энергии. Как отмечает д-р Бон-Чол Ку, это решение помогает преодолеть слабые места, характерные для традиционных суперконденсаторов. Особенностью новой технологии стало использование полианилина в роли своеобразной "наноглазури", которая равномерно пок ...>>

Шпинат полезен для мышц 13.07.2025

Полноценное питание играет ключевую роль не только в поддержании общего здоровья, но и в сохранении мышечной массы, особенно с возрастом. Среди продуктов, оказывающих на организм заметное положительное влияние, шпинат занимает особое место. Этот вид зелени давно известен как источник витаминов и микроэлементов, однако новые научные данные раскрывают его еще и как союзника в борьбе за крепкие мышцы. Исследователи из Университета Эдита Коуэна пришли к выводу, что содержащиеся в шпинате нитраты способны положительно влиять на состояние мышечной ткани. Эти вещества участвуют в регуляции кальция - важного элемента для сокращения и восстановления мышц. Таким образом, шпинат способен не только поддерживать здоровье, но и содействовать укреплению мускулатуры. Команда ученых из Каролинского института в Швеции подтвердила этот механизм на молекулярном уровне. Они обнаружили, что нитраты, поступающие в организм с пищей, стимулируют высвобождение кальция, что в свою очередь активизирует рабо ...>>

Квантовый переводчик для сетей будущего 13.07.2025

Развитие квантовых технологий обещает изменить представление о вычислениях, безопасности данных и телекоммуникациях. Однако, чтобы квантовые компьютеры могли взаимодействовать друг с другом на больших расстояниях, необходима стабильная передача информации между их "языками" - микроволнами и оптическим светом. Именно эту задачу попытались решить ученые из Университета Британской Колумбии, предложив уникальный подход к созданию так называемого "квантового переводчика". Работа исследователей направлена на устранение одного из главных технических барьеров на пути к полноценному квантовому интернету. Они разработали чип на основе кремния - материала, широко используемого в производстве классических процессоров. Этот миниатюрный преобразователь способен с высокой точностью и минимальными помехами трансформировать микроволновые сигналы в оптические и наоборот. По словам Мохаммада Халифы, одного из авторов исследования, устройство работает почти как идеальный переводчик, который передает см ...>>

Сиеста орангутанов 12.07.2025

Сон - важнейшая часть жизни животных и человека, обеспечивающая восстановление и поддержание здоровья мозга. Ученые давно интересуются тем, как дикие животные справляются с нарушениями сна и адаптируются к меняющимся условиям окружающей среды. Недавнее исследование специалистов из Института поведения животных Макса Планка и Университета Констанца впервые подробно изучило ночной и дневной сон орангутанов в естественных условиях, обнаружив интересные параллели с человеческими привычками, включая привычку к дневному отдыху - сиесте. В течение четырнадцати лет команда исследователей наблюдала за 53 взрослыми орангутанами на Суматре, на станции мониторинга Суак-Балимбинг. За это время они зафиксировали 455 дней и ночей жизни животных, что позволило получить уникальные данные о режиме сна диких приматов. Орангутаны, как и люди, строят себе "кровати" - гнезда, расположенные высоко в кронах деревьев. На создание таких гнезд они тратят около десяти минут, используя согнутые и переплетенны ...>>

Случайная новость из Архива Новая технология вместо болезненных уколов 14.12.2023 Ученые из университета Калифорнии в США представили инновационную капсулу, которая может стать эффективной альтернативой болезненным инъекциям в области медицины. Разработанная капсула MucoJet предоставляет многообещающую перспективу в области замены болезненных уколов. Положительные результаты на животных подчеркивают потенциал данной технологии, но для окончательных выводов требуются дополнительные исследования и клинические испытания на людях. Капсула размером полтора сантиметра активируется при жевании, что приводит к высвобождению мелкодисперсных частиц лекарства непосредственно на слизистую оболочку. Этот механизм позволяет препарату быстро абсорбироваться и посредством тонких капилляров попадать в кровь. Результаты тестирования капсулы MucoJet на животных свидетельствуют о трехкратном увеличении уровня выработки антител. Однако на данный момент испытания на людях не проводились.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025