Карта сайта
Карта сайтаГлавная страница-Персональные страницы-Коновалов Дмитрий Александрович
| ||
Магнитометр НВ1200.
1А на основе датчика Холлаизмерительные приборы, аналитическая аппаратура, лабораторное оборудование, расходные материалы
Снят с производства. Замена — магнитометр НВ1200.1Б
Магнитометр НВ1200.1А предназначен для измерения индукции постоянного магнитного поля. В качестве датчика использован преобразователь Холла.
Датчик размещается в щупе на конце соединительного кабеля.
В приборе использован микроконтроллер, который обеспечивает расширенные функциональные возможности магнитометра НВ1200Б.
В базовой модели прибора два диапазона с с возможностью автоматического переключения ±25, ±250 мТл. Разрешающая способность до 0,01 мТл. Возможна фиксация на индикаторе прибора измеряемого значения индукции (режим «Data Hold»).
Один из режмов работы прибора реализует требования стандарта Американского нефтяного института API Spec 5L (спецификация на нефтепроводные трубы магистральных трубопроводов). В этом режиме прибор позволяет определять среднее значение индукции соответственно по одному, двум, трем и четырем значениям индукции магнитного поля (измерения на срезе трубы в четырех точках).
В приборе предусмотрен текущий контроль встроенного источника питания.
В одной из модификаций прибора обеспечивается возможность передачи результатов измерений в компьютер по интерфейсу RS-232.
В настоящее время выпускаются две модификации магнитометра на диапазон измерения 1000 мТл (НВ1200.3А) и 2000 мТл (НВ1200.5А) с увеличенной до 140 мм длиной штока.
По требованию заказчика в комплект поставки может быть включен сертификат, выданный уполномоченной организацией и содержащий данные о метрологических параметрах магнитометра.
Область применения:
контроль намагниченности ферромагнитных деталей и магнитов.
Основные технические характеристики
| Диапазоны измерения индукции магнитного поля (сумма постоянной и переменной составляющих) | ±25, ±250 мТл | |
| Возможность автоматического переключения диапазона измерения | имеется | |
| Диапазон частоты переменной составляющей индукции магнитного поля | 2. ..400 Гц |
|
| Разрешающая способность | до 0,01 мТл | |
| Основная погрешность измерения постоянной составляющей индукции магнитного поля | 3% +5 ЕМР | |
| Основная погрешность измерения действующего значения переменной составляющей индукции магнитного поля | 5% + 10 ЕМР | |
| датчик Холла | ||
| Интерфейс ввода результатов измерения в компьютер | RS-232 | |
| Частота дискретизации сигнала индукции при вводе в компьютер | 1000 Гц | |
| Питание | встроенный аккумулятор | |
| Длительность непрерывной работы без подзаряда источника питания | не менее 10 часов | |
| Количество циклов заряд/разряд | 1000 | |
| Габаритные размеры | пульт | 103×63×27 мм |
| длина штока | 90 мм | |
| датчик | 3,5 мм вдоль магнгитной оси | |
| Масса | 0,15 кг | |
В настоящее время возможна поставка следующих модификаций магнитометра
| Модификация магнитометра | Диапазон индукции |
НВ1200. 1А (базовая модель) |
±25, ±250 мТл |
| НВ1200.3А | ±100, ±1000 мТл |
| НВ1200.5А | ±200, ±2000 мТл |
Почтовый адрес: 190013, Санкт-Петербург, а/я 120
Телефон: +7 (812) 336-90-86 (многоканальный)
Транспортный отдел: +7 (931) 535-80-69
Факс: +7 (812) 336-90-86
#01 Что такое магнитный датчик? | Учебники | Датчики Холла | Продукты
Что такое магнитный датчик?
#01 Базовые знания о магнитном датчике
Магнитный датчик — это датчик, который определяет величину магнетизма и геомагнетизма, генерируемых магнитом или током. Существует множество различных типов магнитных датчиков.
В этом разделе описаны типичные типы датчиков и их характеристики.
Катушки
Катушки являются простейшими магнитными датчиками, способными обнаруживать изменения плотности магнитного потока.
Как показано на рисунке 1, когда магнит приближается к катушке, плотность магнитного потока в катушке увеличивается на ΔB. Затем в катушке создается индуцированная электродвижущая сила/индуцированный ток, который создает магнитный поток в направлении, препятствующем увеличению плотности магнитного потока. И наоборот, удаление магнита от катушки снижает плотность магнитного потока в катушке, поэтому в катушке будут генерироваться индуцированная электродвижущая сила и индуцированный ток, увеличивающие плотность магнитного потока.
Рисунок 1. Принципиальная схема катушки
Кроме того, поскольку плотность магнитного потока не изменяется, когда магнит не перемещается, индуцированная электродвижущая сила или индуцированный ток генерироваться не будут. Измеряя направление и величину этой индуцированной электродвижущей силы, можно обнаружить изменение плотности магнитного потока.
Из-за своей простой конструкции катушка не может быть легко повреждена.
Однако выходное напряжение зависит от скорости изменения магнитного потока. Может оказаться невозможным использовать катушку для обнаружения фиксированного магнита или магнитного потока, который изменяется очень медленно.
Герконовый переключатель
Герконовый переключатель представляет собой датчик, в котором металлические детали (герконы), выступающие как с левой, так и с правой стороны, заключены в стеклянную трубку с зазором в месте перекрытия язычков. Когда магнитное поле прикладывается извне, эти язычки намагничиваются. Когда язычки намагничиваются, перекрывающиеся части притягиваются друг к другу и соприкасаются, после чего включается выключатель.
Рисунок 2. Принципиальная схема геркона
Элементы Холла
Элемент Холла — это устройство, использующее эффект Холла. «Холл» произошло от имени доктора Холла, открывшего эффект Холла. Он основан на том явлении, что электродвижущая сила возникает в направлении, ортогональном как току, так и магнитному полю, при приложении к объекту, через который протекает ток, магнитного поля, перпендикулярного току.
Когда ток подается на тонкопленочный полупроводник, напряжение, соответствующее плотности магнитного потока и его направлению, создается эффектом Холла. Эффект Холла используется для обнаружения магнитного поля (показано на рисунке 3).
Рисунок 3. Принципиальная схема элемента Холла
Элементы Холла могут обнаруживать магнитное поле даже в случае статического магнитного поля без изменения плотности магнитного потока. Поэтому элементы Холла используются в различных приложениях, таких как бесконтактные переключатели, используемые в сочетании с магнитами, датчики угла и датчики тока. Геомагнитные датчики, использующие элементы Холла, широко используются в смартфонах и других приложениях.
Магниторезистивный элемент
Элемент, обнаруживающий магнитное поле с помощью материала, сопротивление которого изменяется при приложении магнитной силы, называется магниторезистивным (MR) элементом.
Помимо полупроводникового магниторезистивного элемента (SMR), существует три типа датчиков в качестве репрезентативных примеров магниторезистивного элемента с использованием ферромагнитного тонкопленочного материала, такого как анизотропный магниторезистивный элемент (AMR), гигантский магниторезистивный элемент (GMR) и туннельный магниторезистивный элемент (ТМР).
Полупроводниковый магниторезистивный элемент (SMR)
В то время как элемент Холла представляет собой датчик, который измеряет напряжение Холла, создаваемое силой Лоренца, магниторезистивный элемент представляет собой датчик, который использует изменение значения сопротивления, вызванное силой Лоренца. На рис. 4 показано, как изменяется значение сопротивления полупроводникового магниторезистивного элемента N-типа (SMR: Semiconductor Magnetoresistive), который также производит АКМ. Металлические электроды размещены на полупроводниковой тонкой пленке в структуре СМР. Когда ток по часовой стрелке, как показано на рисунке, протекает через тонкую полупроводниковую пленку, электроны, которые являются переносчиками полупроводников N-типа, текут против часовой стрелки, и скорость вектора принимается как «v».
При приложении магнитного поля B, ориентированного, как показано на рисунке, на электроны действует сила Лоренца, и путь становится длиннее из-за изгиба, так что значение сопротивления увеличивается.
Рис. 4. Принципиальная схема полупроводникового магниторезистивного элемента
Датчики с элементами SMR используются для обнаружения вращения шестерен.
Анизотропный магниторезистивный элемент (AMR)
Степень рассеяния электронов меняется между случаем (a), когда направление намагниченности ферромагнитной пленки параллельно направлению тока, и случаем (b), когда направление намагниченности равно вертикально к текущему направлению. Следовательно, значение сопротивления также изменяется.
Рисунок 5. Принципиальная схема AMR
Гигантский магниторезистивный элемент (GMR)
В случае многослойной пленки из ферромагнитного материала (закрепленный слой), немагнитного металла и ферромагнитного материала (свободный слой) степень рассеяния электронов изменяется в зависимости от направления намагниченность закрепленного слоя и свободного слоя антипараллельны (а) или параллельны (б).
Следовательно, значение сопротивления изменяется.
Рисунок 6. Принцип построения схемы GMR
Туннельный магниторезистивный элемент (TMR)
В случае многослойной пленки из ферромагнитного материала (закрепленный слой), изолятора и ферромагнитного материала (свободный слой) пропорция электронов, проходящих через изолятор, изменяется из-за туннелирования эффект и величина сопротивления изменяется в зависимости от того, являются ли направления намагниченности закрепленного слоя и свободного слоя антипараллельными (а) или параллельными (б).
Рисунок 7. Принцип схемы TMR
Базовые знания о магнитном датчике
СВИТОК
Как работают датчики Холла и где они используются?
Вы здесь: Домашняя страница / Часто задаваемые вопросы + основы / Как работают датчики Холла и где они используются в приложениях движения?
Даниэль Коллинз Оставить комментарий
Эффект Холла является результатом действия силы Лоренца.
Когда через тонкий проводник (или полупроводник) протекает постоянный ток, а магнит расположен так, что его магнитное поле направлено перпендикулярно этому току, магнитное поле тока реагирует на магнитное поле постоянного магнита , заставляя электроны, протекающие через проводник, притягиваться к одной стороне проводника из-за силы Лоренца. Это создает в проводнике разность потенциалов, называемую напряжением Холла. Величина напряжения Холла пропорциональна силе магнитного поля.
Сила Лоренца — это сила, с которой частица действует под действием электрических и магнитных полей.
Напряжение Холла возникает, когда магнитное поле тока, протекающего по проводнику, взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, перпендикулярного протеканию тока.Изображение предоставлено: electronics-tutorials.ws
Эффект Холла используется в датчиках, где результирующее напряжение Холла может указывать на наличие, отсутствие или силу магнитного поля.
Хотя датчики Холла работают, обнаруживая магнитное поле, их можно использовать для измерения широкого спектра параметров, включая положение, температуру, силу тока и давление.
Датчики на эффекте Холла обычно делятся на две категории: цифровые датчики на эффекте Холла, к которым относятся переключатели на эффекте Холла и защелки на эффекте Холла, и аналоговые датчики на эффекте Холла.
Переключатели на эффекте Холла — также называемые униполярными датчиками — обнаруживают наличие (или отсутствие) магнитного поля по сравнению с заранее заданным порогом для магнитного потока. При обнаружении подходящего магнитного поля переключатель включается (замыкается), а когда поле снимается, переключатель выключается (размыкается). Датчики приближения являются распространенным применением переключателей на эффекте Холла.
Работа защелки на эффекте Холла, также называемой биполярным датчиком, похожа на переключатель, но защелка включается (закрывается) при приложении положительного магнитного поля, а остается на даже при снятии поля.
. И наоборот, защелка выключается (открывается) при приложении отрицательного магнитного поля, а остается выключенной даже при снятии поля. Защелки на эффекте Холла обычно используются в бесщеточных двигателях постоянного тока (BLDC) для определения положения ротора для правильной коммутации.
Цифровые датчики на эффекте Холла включают триггер Шмитта — схему, которая регулирует порог переключения до немного более высокой точки на нарастающем фронте сигнала и до немного более низкой точки на заднем фронте сигнала. Разница между этими точками переключения называется гистерезисом и гарантирует, что переключатель не будет колебаться или включаться и выключаться из-за шума во входном сигнале.
Триггер Шмитта обеспечивает гистерезис для предотвращения колебаний цифрового датчика Холла между состояниями «включено» и «выключено».Изображение предоставлено: Texas Instruments
Аналоговые или линейные датчики Холла производят постоянное выходное напряжение, пропорциональное плотности магнитного потока (силе магнитного поля), что делает их подходящими для измерения положения и движения.
