Kalibrierung von Fluxgate Magnetometern mittels Relativbewegungen zwischen Sensor und Magnetfeld

In der Arbeit wird untersucht, ob die Bewegung des Sensors eines Fluxgate Magnetometers im homogenen Feld zur Kalibrierung des Instrumentes ausgenutzt werden kann. Setzt man die Bewegung als beliebig und den Betrag des Magnetfeldes als konstant voraus, sollte der aus den gemessenen Komponenten berechnete Betrag ebenfalls konstant sein. Es wird untersucht, ob aus dieser schwachen Forderung eine ausreichende Anzahl unabhängiger Eichgleichungen abgeleitet werden kann. Als Sensorfehler werden die dreidimensionalen Fehlergruppen Nullpunkt, Skalenwert- und Orthogonalitätsabweichung eingeführt. Es wird auf die Ursachen der Fehlergruppen sowie den Einfluß von Querfeld und Feldgegenkopplung eingegangen. Die Sensorbewegung wird durch eine Koordinatentransformation des Feldvektors in das Sensorsystem realisiert. Die Ableitung des aus den fehlerbehafteten und koordinatentransformierten Komponenten berechneten Betrages nach den Freiheitsgraden der Bewegung wird gleich Null gesetzt und das entstandene Gleichungssystem diskutiert. Es wird nachgewiesen, daß die Lösungsmengen (Flächen zweiter Ordnung in den von den Fehlergruppen aufgespannten Räumen) voneinander unabhängig sind. Mit einer Bewegung des Sensors um zwei Freiheitsgrade ist die Bestimmung der Nullpunkte und der Orthogonalitätsabweichung absolut und die der Skalenwerte relativ möglich. An Hand der Kalibrierung von 4 Magnetometern werden die theoretischen Ergebnisse in der Praxis überprüft. Vorteile und Einschränkungen des Verfahrens werden abschließend gegenübergestellt.