Исследователи из Балтийского федерального университета имени Канта вместе с зарубежными коллегами придумали недорогой способ картирования магнитных полей c помощью прибора, построенного на механике обычного настольного FDM 3D-принтера. Полученный прибор обеспечивает необходимое разрешение при более низкой стоимости в сравнении с аналогичными коммерческими устройствами.

Система способна характеризовать постоянные магниты, их системы и различные приборы, использующие магнитные поля, например смартфоны и компьютеры, сообщает пресс-служба БФУ. Все электронные устройства, включая смартфоны, компьютеры, медицинские приборы, содержат магнитные элементы. Чтобы вся система работала корректно, магнитные поля должны иметь строго определенные характеристики, в частности напряженность и пространственную структуру. Перед учеными стояла задача разработать устройство, позволяющее точно оценивать свойства магнитных полей.

На сегодняшний день существуют несколько вариантов датчиков для измерения силы магнитных полей. Например, датчики Холла довольно дешевы и компактны, однако измеряют величину магнитных полей в какой-то одной точке. Приборы, позволяющие оценивать пространственную структуру магнитных полей, до сих пор крайне редки и дороги: стоимость может достигать нескольких тысяч евро.

Ученые вместе с итальянскими и испанскими коллегами из Университета Генуи и Университета Овьедо сконструировали простое и дешевое устройство для 3D-картирования магнитных полей, взяв за основу шасси и систему позиционирования FDM 3D-принтера: закрепили датчик Холла на каретке и разработали необходимое программное обеспечение для измерения напряженности магнитных полей в разных точках трехмерного пространства.

Авторы проверили работу устройства, определив пространственную структуру магнитных полей, создаваемых смартфоном, дискетой и гибким магнитом. В результате получены трехмерные графики величин магнитного поля для каждого из проанализированных объектов.

«Благодаря тому, что мы использовали широко доступные на рынке компоненты и технологию 3D-печати, предложенный подход обеспечивает дешевый и гибкий способ картирования магнитных полей. Его легко можно адаптировать для различных систем и применений, например просто заменив датчик Холла на любой другой, более подходящий для конкретной работы. В дальнейшем мы планируем использовать данную систему для тестирования изготавливаемых нами образцов — систем, состоящих из нескольких постоянных магнитов и композитных магнитных материалов, имеющих остаточную намагниченность», — рассказал заведующий лабораторией нано- и микромагнетизма научно-образовательного центра «Умные материалы и биомедицинские приложения» БФУ Александр Омельянчик.

Результаты исследования опубликованы в журнале Measurement Science and Technology.

Источник