SOMMARIO
• Le Misure con le Celle Solari
• Le Misure con il Magnetometro
Trieste, 16 novembre 2011
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Lo Spettro del Sole 1/3
L'energia emessa dal Sole che arriva sulla Terra è espressa in termini
di Costante Solare:
energia che incide in 1 s su una superficie di 1 m2 posta ortogonale
alla direzione del Sole, appena fuori dall'atmosfera terrestre
La Costante Solare varia tra
1326 W/m2 e 1418 W/m2
1368 W/m2
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Lo Spettro del Sole 2/3
Spettro:
InfraRosso
52 %
Visibile
41%
NUV
<7%
EUV
0.1%
Radio
0.1%
X
<0.1%
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irradianza (W/m2)
Per considerare gli effetti dell’atmosfera, si definisce la massa d’aria
unitaria AM1 Air Mass One che rappresenta lo spessore di
atmosfera perpendicolare alla superficie terrestre e misurato a livello
del mare
Al di fuori dall’atmosfera: AM0 Air Mass Zero
lunghezza d’onda ( m)
3
Lo Spettro del Sole 3/3
Sito web http://snowdog.larc.nasa.gov/jin/rtset.html
Coupled Ocean and Atmosphere Radiative Transfer (COART)
OUTPUT:
Integrated fluxes (W/m2) from 0.25 to 4 μm in spectral resolution of 0.01 μm
TOA, Surface, 0.4 km above surface
INPUT:
JulianDay: 76, GMT (hour): 15.00, Latitude: 45.644 N, Longitude: 13.836 E
Select an atmospheric model: MID-LATITUDE WINTER
Dati in uscita:
68.7
68.7
H(km)
100.000
0.000
Total Down
5.009E+02
3.117E+02
= 62.2%
attenuazione atmosferica
Moltiplicando la costante solare per l’attenuazione o
correggendo “total down” per , troviamo la potenza che incide
sulla cella: P ~ 850 W/m2
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COART
Trieste, 16 novembre 2011
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L’Esperimento 1/2
La disposizione della cella dev’essere
ortogonale al Sole: si appoggia la base di
un cilindretto cavo a un vetrino parallelo
alla struttura. Quando vediamo nell’ombra
della base il Sole (“ombra a cerchietto”) i
raggi sono ortogonali alla struttura
A parte c’è un fotodiodo a cui viene
connesso un voltmetro per controllare che
la cella sia sempre ortogonale al Sole,
facendo attenzione che la tensione letta sia
sempre massima Cella al Silicio Si
V - voltmetro
A - amperometro
P – potenziometro
& resistenze
- dimensioni: ….
- degradamento all'anno: 3.75%
- degradazione inerente Id: 1
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L’Esperimento 2/2
Moltiplicando P=850 W/m2 per l’area della cella abbiamo la
potenza che incide sulla cella: Ps teorica ~ xxx W
Parametri caratteristici:
Voc = Open Circuit Voltage - tensione se la corrente non passa attraverso il
circuito = xxx V
Isc = Short Circuit Current - corrente dove il voltaggio è zero = xxx A
Ps misurata = area sotto la curva ~ Voc
Isc = xxx W
= Ps misurata / Ps teorica = ~ 15 %
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Effetto Hall 1/5
Trieste, 16 novembre 2011
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Effetto Hall 2/5
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Effetto Hall 3/5
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Effetto Hall 4/5
nrame = 8.47·1028 e-/m3
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Effetto Hall 5/5
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Magnetometro 1/5
COMPORTAMENTO E TARATURA DEL SENSORE MAGNETICO
HONEYWEEL HMC2003
• misure sui tre assi
• range:
2 gauss
• sensibilità: 40 gauss
• dimensioni: 28,4 mm
19,1 mm
• peso: 4 g
• 1 volt
• offset: 2.3
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1 gauss
2.5 volt
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Magnetometro 2/5
IL CIRCUITO
attivazione del circuito di set/reset
costruzione di una struttura cubica per
permettere la rotazione del sensore sui
piani x-y, y-z e x-z
Campo magnetico (gauss)
0.25
Bx
By
0.15
0.05
-0.05 0
90
180
270
360
-0.15
-0.25
Angolo (gradi)
LA STRUTTURA DI TEST
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Magnetometro 3/5
Le misure effettuate sulle tre seguenti configurazioni
• rotazione sul piano x-y
• rotazione sul piano y-z
• rotazione sul piano x-z
hanno permesso di ricavare gli andamenti delle componenti di B
0.25
90
180
270
-0.15
360
By
0.15
0.05
-0.05 0
90
180
-0.15
-0.25
-0.25
Angolo (gradi)
Bz
270
360
Bx
Campo magnetico (gauss)
0.05
Campo magnetico (gauss)
Campo magnetico (gauss)
By
0.15
-0.05 0
0.25
0.25
Bx
0.15
0.05
-0.05 0
90
180
270
-0.15
-0.25
Angolo (gradi)
Angolo (gradi)
e di ricavare gli offset relativi ai tre assi
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Bz
15
360
Magnetometro 4/5
MODULO DEL CAMPO MAGNETICO
Campo magnetico (gauss)
0.60
z(zenit), x(nord)
x(zenit), z(nord)
y(nadir), z(nord)
0.55
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0
90
180
270
360
Angolo (gradi)
Componenti
tangenziali
e radiale
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Inclinazione di B
rispetto
al suolo
HMC2003
IGRF
= 58
= 61
16
Magnetometro 5/5
0.42
0.4
0.41
0.3
0.40
0.2
0.39
Bxy
B
B corr
Bz
fit Bz
0.1
= angolo tra gli assi z e z’
= 4.7
Componenti B (gauss)
Modulo B (gauss)
0.5
0.38
Componente sottostimata del 2.4%
CONFRONTO CON UNO
STRUMENTO GIÀ TARATO
0.0
0.37
0
45
90
135
180
225
270
315
360
Angolo (gradi)
Misura simultanea:
• magnetometro di Scienze Geologiche,
Ambientali e Marine: B = 0.474 gauss
• magnetometro HMC2003:
BHMC2003 = 0.460 gauss
= 0.466 gauss (dopo correzione)
Trieste, 16 novembre 2011
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