日本SENIS 3NTA2：纳米级三轴特斯拉计开启矢量磁场精密测量

发布时间： 2025-11-11　　点击次数： 24次

　　在材料磁性表征、空间探测、生物磁学及定向钻探等前沿领域，对微弱三维磁场的精细解析需求日益迫切。日本SENIS公司推出的3NTA2纳米级三轴特斯拉计，凭借500 pT超高分辨率与亚毫米级空间分辨率，将矢量磁场测量精度推向新台阶，为科研与工业用户提供了“一机三轴、即时成像”的完整解决方案。

　　一、核心架构：AMR三轴微探头+16位高速ADC

　　3NTA2采用高灵敏度各向异性磁阻(AMR)单芯片集成方案，在1.25×0.5×0.25 mm³体积内实现Bx、By、Bz三轴正交排列，灵敏度温度系数<0.02 %/°C，无需额外角修正即可获得优于0.1°的正交误差。探头输出经低噪声模拟前端放大后，由16位1 MSPS ADC同步采样，噪声谱密度仅1 nT/√Hz，确保在0.1 Hz–1 kHz带宽内对0.5 nT弱变化仍具备可分辨能力。

　　二、宽量程与高精度兼顾：1 nT–0.1 mT全范围<1%精度

　　仪器覆盖1 nT–100 µT(1 Gauss)，可选配前端增益扩展至0.5 mT(5 Gauss)。在整个测量段内精度优于1 %，，满足从地磁脉动(约50 µT)到弱磁性材料剩磁(<1 µT)的跨量级测试。内置温度、零点漂移自校准算法，每10 min自动执行一次暗场校零，长期基线漂移<2 nT·day⁻¹，免除传统霍尔计频繁调零困扰。

　　三、三轴同步与矢量可视化：复杂磁场“一图呈现”

　　配套LabVIEW™平台可实时显示三轴分量、总场强|B|、俯仰角、方位角及等效偶极矩，刷新率最高100 fps。用户可在软件中设置“矢量箭头云图”，对磁异常区域进行伪彩色渲染，实现磁源空间定位误差<1 mm。测量数据支持ASCII、TDMS与Python API导出，方便与Matlab、Origin等后处理工具无缝衔接。

　　四、应用场景与典型优势

　　材料科学：

　　• 对0.1 mm厚Fe-Ni薄膜进行扫描，可分辨50 µT条带磁畴，空间分辨率比传统霍尔探针提高5倍；

　　生物医学：

　　• 在磁刺激实验中同步测量细胞培养液内<5 nT背景扰动，用于验证刺激线圈屏蔽效果；

　　电机质检：

　　• 在线测量永磁转子表面杂散场，发现局部退磁缺陷，替代价格高昂的磁粉探伤；

　　定向钻探与地球物理：

　　• 探头电缆可延长至40 m，井下探管外径仅8 mm，方位角精度0.2°，为随钻测量(MWD)提供高精度磁参考。

　　五、系统扩展与易用性

　　• 主机重量<0.9 kg，内置Li-ion电池续航10 h，支持POE供电在线运行；

　　• 可选无磁支架与XYZ三维扫描台组合，实现100 mm×100 mm自动化栅格扫描，步进0.1 mm；

　　• 提供1轴、2轴或3轴探头独立订购，用户可按应用灵活更换，无需返厂校准。

　　六、技术规格速览

项目	典型值
分辨率	500 pT
测量范围	1 nT–0.1 mT（可扩展至0.5 mT）
噪声密度	1 nT/√Hz @1 Hz
正交误差
探头尺寸	1.25×0.5×0.25 mm
数据接口	USB 2.0、RS-422（隔离）、TTL触发
采样率	1 Hz–1 kHz可调
工作温度	−10 °C–+60 °C

　　结语

　　SENIS 3NTA2以纳米级分辨率与毫米级空间定位能力，为矢量磁场测量树立了新基准。从实验室薄膜磁性分析，到井下探管磁导航，再到生物弱磁监测，它均能提供“三轴一体、实时可视”的高效解决方案。随着高精度磁学在量子传感、新能源与医疗领域的快速渗透，3NTA2将成为科研与工业用户手中的“磁场显微镜”

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