磁束密度単位変換器
テスラ、ミリテスラ、マイクロテスラ、ガウス、ナノテスラ間で磁束密度を変換します。
公式
仕組み
この計算機は、磁場を扱う磁気エンジニア、センサー設計者、物理学者向けに、テスラ、ガウス、ミリテスラ、マイクロテスラ、ナノテスラを変換します。SIパンフレット (BIPM) によると、テスラは磁束密度のSI単位です。1 T = 1 wB/m^2 = 1 V·s/m^2 = 1 V·s/m^2 = 1 kg/ (a·s^2) です。CGS 単位のガウスは、正確には 1 T = 10,000 G と関係します。磁場は15桁に及んでいます。地磁気調査用のナノテスラ（地球の磁場=25〜65 uTはNOAA WMMによる場所によって異なります）、ミリテスラ（ホールセンサーの動作範囲は1〜100 mT）、MRI装置用のテスラ（1.5〜7T臨床、IEEE/NSFあたり最大45T研究）です。自由空間 mu_0 = 4*pi × 10^-7 H/m の透磁率は正確に (2019 SI)。
計算例
問題：ホール効果電流センサーは、5 mmのエアギャップを使用してモーター相電流を測定します。感度が 2.5 mV/mT のセンサーで 100 A の測定に必要な電界を計算します。
解決策: 1。ワイヤからのフィールド:B = mu_0 × I/ (2*pi*r) = 4*pi*10^-7 × 100/(2*pi*0.0025) = 8 mT 2.ガウスに変換:8 ミリトン = 80 G = 8000 タウ 3.ホールセンサー出力:V = 2.5 mV/Mt × 8 mT = 20 mV 4.0.1Aの精度に必要なADC分解能:20mV/1000ステップ = 20uV/ステップ (3.3Vの14ビットADC = 200 UV/ステップ-限界値) 5.改善方法:フェライト集光器 (10 倍ゲイン = 80 mT)、間隔を狭めたり、感度を高めたセンサー (5 mV/mT) 6.EMC に関する考慮事項:モーター磁石 (10 ～ 50 mT) からの浮遊磁界はセンサーを飽和させる可能性がある-磁気シールドを追加
実践的なヒント
- ✓NOAA世界磁気モデルによる地球の磁場：25-65 uT（0.25-0.65 G）。場所によって異なります。水平コンポーネントは約20 uT (コンパスリファレンス)、垂直コンポーネントは40-60 uT。スマートフォンはこれを3軸磁力計 (分解能~0.1 uT) で測定します。
- ✓Allegro/Melexisデータシートごとのホールセンサー範囲：リニアセンサーは標準10〜200mT、ラッチスイッチは5〜50mTで動作/リリースします。飽和は 200 ～ 500 mT で発生します。500 mT を超える場合は、磁気抵抗 (AMR/GMR) センサーを使用してください。
- ✓ICNIRPガイドラインに基づく安全暴露：静電界は一般公衆では2T未満、職業では8T未満。MRI スキャナーは 1.5-3 T 臨床 (7 T 研究) を使用します。永久磁石が表面で 0.5 T (5000 G) を超えることはほとんどありません。
よくある間違い
- ✗テスラ (磁束密度 B) とウェーバー (全磁束ファックス Phi) を混同すると、これらはファイ=B×Aによって異なる量になり、0.01 m^2 = 5 mWbを超える0.5 T磁場が関係しています。モーター設計では両方とも使用しています。B は飽和限界値、Phi は電圧計算です。
- ✗1 T = 10,000 Gの変換を忘れると、間違った係数を使用すると10,000倍のエラーが発生します。永久磁石仕様ではガウスが一般的で (NdFeB表面磁場3000-5000 G = 0.3-0.5 T)、テスラはSI標準です。
- ✗ホールセンサーの感度単位の誤解-mV/mtを指定するものもあれば、mV/g（10倍異なる）を指定するものもあります。2.5 mV/mT センサー = 0.25 mV/g。予想出力電圧を計算する前に、必ず単位を確認してください。