日本SENIS 3NTA2：納米級三軸特斯拉計開啟矢量磁場精密測量

發布時間： 2025-11-11　　點擊次數： 83次

　　在材料磁性表征、空間探測、生物磁學及定向鉆探等前沿領域，對微弱三維磁場的精細解析需求日益迫切。日本SENIS公司推出的3NTA2納米級三軸特斯拉計，憑借500 pT超高分辨率與亞毫米級空間分辨率，將矢量磁場測量精度推向新臺階，為科研與工業用戶提供了“一機三軸、即時成像”的完整解決方案。

　　一、核心架構：AMR三軸微探頭+16位高速ADC

　　3NTA2采用高靈敏度各向異性磁阻(AMR)單芯片集成方案，在1.25×0.5×0.25 mm³體積內實現Bx、By、Bz三軸正交排列，靈敏度溫度系數<0.02 %/°C，無需額外角修正即可獲得優于0.1°的正交誤差。探頭輸出經低噪聲模擬前端放大后，由16位1 MSPS ADC同步采樣，噪聲譜密度僅1 nT/√Hz，確保在0.1 Hz–1 kHz帶寬內對0.5 nT弱變化仍具備可分辨能力。

　　二、寬量程與高精度兼顧：1 nT–0.1 mT全范圍<1%精度

　　儀器覆蓋1 nT–100 µT(1 Gauss)，可選配前端增益擴展至0.5 mT(5 Gauss)。在整個測量段內精度優于1 %，，滿足從地磁脈動(約50 µT)到弱磁性材料剩磁(<1 µT)的跨量級測試。內置溫度、零點漂移自校準算法，每10 min自動執行一次暗場校零，長期基線漂移<2 nT·day?¹，免除傳統霍爾計頻繁調零困擾。

　　三、三軸同步與矢量可視化：復雜磁場“一圖呈現”

　　配套LabVIEW™平臺可實時顯示三軸分量、總場強|B|、俯仰角、方位角及等效偶極矩，刷新率最高100 fps。用戶可在軟件中設置“矢量箭頭云圖”，對磁異常區域進行偽彩色渲染，實現磁源空間定位誤差<1 mm。測量數據支持ASCII、TDMS與Python API導出，方便與Matlab、Origin等后處理工具無縫銜接。

　　四、應用場景與典型優勢

　　材料科學：

　　• 對0.1 mm厚Fe-Ni薄膜進行掃描，可分辨50 µT條帶磁疇，空間分辨率比傳統霍爾探針提高5倍；

　　生物醫學：

　　• 在磁刺激實驗中同步測量細胞培養液內<5 nT背景擾動，用于驗證刺激線圈屏蔽效果；

　　電機質檢：

　　• 在線測量永磁轉子表面雜散場，發現局部退磁缺陷，替代價格高昂的磁粉探傷；

　　定向鉆探與地球物理：

　　• 探頭電纜可延長至40 m，井下探管外徑僅8 mm，方位角精度0.2°，為隨鉆測量(MWD)提供高精度磁參考。

　　五、系統擴展與易用性

　　• 主機重量<0.9 kg，內置Li-ion電池續航10 h，支持POE供電在線運行；

　　• 可選無磁支架與XYZ三維掃描臺組合，實現100 mm×100 mm自動化柵格掃描，步進0.1 mm；

　　• 提供1軸、2軸或3軸探頭獨立訂購，用戶可按應用靈活更換，無需返廠校準。

　　六、技術規格速覽

項目	典型值
分辨率	500 pT
測量范圍	1 nT–0.1 mT（可擴展至0.5 mT）
噪聲密度	1 nT/√Hz @1 Hz
正交誤差
探頭尺寸	1.25×0.5×0.25 mm
數據接口	USB 2.0、RS-422（隔離）、TTL觸發
采樣率	1 Hz–1 kHz可調
工作溫度	−10 °C–+60 °C

　　結語

　　SENIS 3NTA2以納米級分辨率與毫米級空間定位能力，為矢量磁場測量樹立了新基準。從實驗室薄膜磁性分析，到井下探管磁導航，再到生物弱磁監測，它均能提供“三軸一體、實時可視”的高效解決方案。隨著高精度磁學在量子傳感、新能源與醫療領域的快速滲透，3NTA2將成為科研與工業用戶手中的“磁場顯微鏡”

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