Từ trường được đo bởi rất nhiều công nghệ khác nhau. Mỗi cơng nghệ có một đặc điểm riêng phù hợp với từng yêu cầu cụ thể. Những ứng dụng này rất đa dạng có thể đơn giản từ việc phát hiện sự có mặt, biến đổi của từ trường đến các phép đo chính xác các thuộc tính vơ hướng và vector của từ trường.
Hình 2.1- Các sensor được chia ra làm hai loại căn cứ vào dải đo: từ kế đo từ trường yếu và từ kế đo từ trường mạnh gauss.
Như chỉ ra ở hình 2.1, các sensor đo từ trường được chia ra thành hai loại: loại vector (đo cường độ và hướng) và vô hướng (chỉ đo cường độ). Xét về độ lớn người ta có thể chia chúng ra thành các sensor đo từ trường yếu (<1mT) và các sensor đo từ trường mạnh (>1mT). Thiết bị đo từ trường yếu thường được gọi là từ kế (magnetometers). Thiết bị đo từ trường mạnh được gọi là từ kế gauss (gaussmeters). Bảng 2.1 liệt kê một vài thiết bị đo cường độ từ trường và các thuộc tính của chúng.
Bảng 2.1 Các thiết bị đo từ trường và một số thuộc của chúng [13]
Thiết bị đo Dải đo (mT) Độ tương phản
(nT) Dải tần (Hz) Đặc điểm Lõi cảm ứng 10
10 -10 6 Có thể thay đổi 1 6
10 10 Không đo được trường tĩnh
Fluxgate 4 10 0.5 0.1 3 2 10 dc Từ kế vector SQUID 9 10 0.1 104 dc5 Từ kế nhạy nhất Hiệu ứng Hall 4 0.1 3 10 100 8 10 dc Tốt cho những trường trên 1T Từ trở 3 10 5 10 7 10 dc Tốt ở dải trung bình Proton
precession 0.02 0.1 0.05 dc2 Từ kế vô hướng Từ kế bơm
quang học 0.01 0.1 0.005 dc5
Từ kế vơ hướng
có độ phân giải
cao nhất
Từ kế lõi cảm ứng và từ kế fuxgate là thiết bị đo vector được sử dụng nhiều nhất. Chúng có cấu trúc đơn giản, đáng tin cậy và tương đối rẻ so với các thiết bị đo vector từ trường yếu khác.
Từ kế sợi quang học là thiết bị mới nhất được phát triển để đo từ trường yếu. Mặc dù hiện tại từ kế này có độ nhạy tương đương với từ kế fluxgate, nhưng có dải đo rộng hơn.
Từ kế siêu dẫn lượng tử (SQUID-Superconducting Quantum Interference
Device) là thiết bị nhạy nhất đối với mọi loại từ trường. Những sensor này hoạt
động ở nhiệt độ gần không độ tuyệt đối và cần hệ thống điều khiển nhiệt độ đặc biệt. Thiết bị sử dụng hiệu ứng Hall là thiết bị được sử dụng sớm nhất và rất phổ
biến để đo từ trường mạnh. Từ kế Hall đặc biệt hữu ích cho các phép đo từ trường cực mạnh (>1T).
Các sensor từ trở hoạt động trong khoảng giữa từ trường yếu và từ trường mạnh. Phát hiện gần đây về hiệu ứng từ trở khổng lồ (GMR-Giant
Magnetoresistance), với độ nhạy được tăng lên gấp mười lần, hứa hẹn sẽ trở thành
một đối thủ xứng tầm với từ kế fluxgate truyền thống trong các ứng dụng nhạy đối với thăng giáng từ trường nhỏ do môi trường.
Từ kế proton precession là thiết bị phổ biến nhất trong đo lường vô hướng cường độ từ trường. Ứng dụng chính của từ kế này là thăm dị địa chất và vẽ bản đồ của trường địa từ trên mặt đất. Từ kế proton precession phản ứng chậm tần số lấy mẫu rất thấp từ một đến ba mẫu trong một giây, do đó nó khơng thể đo được những thay đổi nhanh của từ trường.
Từ kế bơm quang học hoạt động với tần suất lấy mẫu cao hơn và nhạy hơn từ kế proton precession, nhưng đắt hơn, không ổn định bằng và thiếu tin cậy hơn từ kế proton precession.