Главная  Автоматизация процессов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65


100 200 300 Напряженность пояя.Э


2.56


90° 180° 270° Угол поворота. град

Рнс. 7.1.2. Зависимость выходного напряжения сигнала от напряженности магнитного поля (а) и от угла поворота (б).

Зависимость выходного напряжения сигнала от напряженности поля или угла поворота показана на рис. 7.1.2.

7.2. Датчики Холла

Датчики магнитного поля, использующие эффект Холла, относятся к активным датчикам, так как они сами вырабатывают измерительное напряжение, связанное с магнитным полем. На рис. 7.2.1 схематически показаны устройство и принцип действия датчика Холла.

Под действием тока / и магнитной индукции В, векторы которых взаимно перпендикулярны, на об?



о

Рис. 7.2.1. Принцип Действия холловского чувствительного элемента (а), устройство датчика перемещения с холловским чув ствительным элементом (б) и изменение сигнала в зависимости от перемещения (е).

фициента Холла Rh и магнитной индукции В:

Материалом для изготовления датчика Холла .чаще всего служат кремний, арсенид индия (InAs) и

Мембраиа

KSY10

Рис. 7.2.2. Датчик давления, действие которого основано на смещении постоянного магнита относительно холловского датчика.


антимонид индия (InSb). Датчик Холла из арсенида индия, например, при магнитной индукции Б = 1 Г и sroKe 0,1 А имеет выходное напряжение около 0,5 В,

кладках датчика возникает измерительное напряже-ние Uh. Величина этого напряжения зависит от геометрии (длины / и толщины d) датчика, тока /, коэф-



I30 Глава 7,.

При смещении постоянного магнита по отнощению к датчику Холла (рис. 7.2.1,6) напряжение датчика изменится пропорционально перемещению X. Следовательно, датчики Холла можно также использовать как датчики перемещения или положения.

Такой датчик перемещения в соответствующем устройстве (рис. 7.2.2) можно использовать также для измерения давления. В этом устройстве постоянный магнит расположен на мембране, прогибающейся под действием изменяющегося давления. В результате магнит смещается относительно датчика, что ведет к изменению напряжения.

7.3. Датчики Вигаида

Новейщей разработкой в области датчиков магнитного поля является датчик Виганда. Он состоит из предварительно обработанной механически проволоки из сплава Викалой (10% V, 52% Со, 38 %i Fe) диаметром 0,3 мм, намотанной в виде катушки длиной 15 мм, имеющей около 1300 витков. Если эту катушку поместить в магнитное поле, то при превышении определенной величины напряженности поля направление намагничивания спонтанно изменится. В результате этого изменения возникает импульс напряжения длительностью 20 мкс и амплитудой 2,5 В.

Достоинствами датчика Виганда являются: отсутствие необходимости в источнике питания, большая величина сигнала (несколько вольт), широкий температурный диапазон применения (-196...+175 С),

конструктивная защищенность от коротких замыканий,

искробезопасность.

На рис. 7.3.1, а показано изменение во времени импульса, возникшего в магнитно7бистабильной проволоке. Амплитуда и длительность импульсов не зависит от скорости изменения магнитного поля, так что датчики указанного типа могут применяться при




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65