THEMIS - Magnetometer-Hardware

Vektorkompensierter Fluxgate-Sensor

Zwei ineinandergefügte Ringkerne dienen als Sensor für die Vermessung des Magnetfeldvektors. Mittels eines Helmholtzspulensystems wird das Magnetfeld an der Position des Sensors kompensiert. Der Spulenstrom wird als Maß für das Magnetfeld genutzt.
Die Abbildung zeigt den Sensor am Ende des 2m langen Booms, der nach dem Start ausgeklappt wird und damit das Störfeld des Satelliten am Sensorort deutlich verringert.

Das Sensorsignal (die erste Oberwelle des Anregungssignals) wird direkt nach dem Vorverstärker mit einem Vielfachen der Anregungsfrequenz digitalisiert.
Die Auswertung des Sensorsignals erfolgt durch eine Signalanalyse in einem programmierbaren Baustein (FPGA), in dem ein Prozessor integriert ist.
Im Gegensatz zu der herkömmlichen analogen Signalverarbeitung (Filter + phasenempfindlicher Gleichrichter) ist die digitale Signalverarbeitung unabhängig von Temperatureinflüssen und kann mittels Softwareänderungen an individuelle Sensoreigenschaften auch während des Fluges angepasst werden.
Die Digitale Fluxgate-Elektronik wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Magson GmbH Berlin entwickelt.
Die Elektronik für das THEMIS Magnetometer ist auf der rechten Seite der abgebildeten Leiterplatte zu sehen.

Neben einer Vielzahl von Einsätzen in terrestrischen Anwendungsgebieten liefern ähnliche Magnetometer auf dem Rosetta Lander und auf der Venus Express Mission erfolgreich wissenschaftliche Daten.

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				Bild: ESA