Мобилно приложение магнитометър

Неотдавна публикувах в Google play свое приложение за измерване на магнитно поле. Приложението е упростена версия на програмата за измерване на магнитни полета с мобилно устройство, която пиша. Линк за сваляне:

https://play.google.com/store/apps/details?id=bl.moesia.ntsvetkov.magnetometer

На 7-инчов таблет приложението изглежда така:

В центъра се показва силата на магнитното поле с точност до 0.1 микротесла (μT), а по стрелката на кръглата скала се отчита още колко нанотесли (nT) да се добавят, за да се получи пълната стойност (1 nT = 0.001 μT). Измерването има известа инерционност - за установяване на точната стойност е необходимо да се почака малко, докато показанията се успокоят.

Вграденият магнитометър на сегашните мобилни устройства, който се използва от приложението, няма чак толкова високи характеристики, за да се достигне максималната реална чувствителност от 1 nT .

На практика колебанията в показанията на магнитометъра се дължат както на собствената нестабилност на чипа, така и на магнитните смущения от околната среда. Но при внимателно измерване могат да се получат интересни резултати.

Например, при бавно движение по някаква местност, приложението може да даде представа как се променя земното магнитно поле. При това се отчитат едромащабните изменения на магнитното поле, причинени от различния състав на почвата и скалите на различните места.

Също така, по специална методика може да бъде измерена магнитната възприемчивост на някоя скала или достатъчно голям къс от някакъв материал. По измерената магнитна възприемчивост може да се разпознае каква е скалата. Това е интересно, например при разпознаването на метеорити, които обикновено съдържат силномагнитни минерали.

Практическо измерване на земното магнитно поле

Проведох някои опити за измерване на магнитни полета сред природата.
Измервах земното магнитно поле на едно място в централна Северна България. Теренът е с характерни карстови форми в горнокредни варовици.

По идея варовиците трябва да са най-слабомагнитните скали и да не променят магнитното поле. Но нещата се усложняват от повърхностните карстови форми - кари (бразди и успоредни редици от тях), карстови вдлъбнатини и въртопи с различна степен на развитост. В тези пролуки има събрани наноси с разнообразен състав и магнитни свойства.

Измервах магнитното поле с обикновен Android - таблет. Магнитният сензор на използвания таблет може да достигне разрешение 150 nT.

Характеристики на магнитния сензор на таблета
name = LGE Magnetometer Sensor, type = 2
vendor = AKM, version = 1
max = 4911.9995, resolution = 0.14953613

Използвах своя програма, която измерва тоталната сила на магнитното поле |B| и записва данните. Движих се по права линия напред до водата, мястото е показано на долната снимка.

Построих графика, която интерполира измерванията в 11 точки, разположени през около метър по маршрута на движението:

Резултатите показват сила на земното магнитно поле, близка до очакваната средна стойност за територията на България (47500 nT).

От графиката се вижда, че магнитното поле е по-силно над варовиците и се колебае значително на разстояния от няколко метра в границите от 47800 до 48400 nT. В десния край на графиката има рязък спад, там стигам до водата и неочаквано магнитното поле отслабва до 47400 nT.

Тези измервания са направени набързо. Реалната им точност е донякъде неопределена, но може да се счита, че изменения към 400 nT и повече отразяват реални вариации на магнитното поле, а не просто грешки на измерването.

Общо взето се потвърждават очакванията ми, че с обикновено мобилно устройство могат да се правят интересни измервания на земното магнитно поле.