апруги, тому перехід між двома максимумами може бути використаний для управління електронними системами.
Рис.2
Величина напруги, що виробляється датчиком, залежить від частоти обертання ротора, числа витків котушки і величини магнітного потоку, створюваного постійним магнітом. Оскільки дві останні величини постійні, величина индуцируемого напруги досягає максимуму при максимальній частоті обертання. При конструюванні слід приділяти особливу увагу посиленню імпульсів при малій частоті прямування. Сфера застосування подібних датчиків обширна, зупинимося на деяких прикладах.
Датчик гойдання або удару (рис.3). На спіральної пружинки з тонкого дроту укріплений невеликий шматочок магнітомягкого заліза, при гойданні або поштовху він взаємодіє зі статором датчика, який виробляє серію апериодических імпульсів.
Рис.3
Найвідомішим і використовуваним пристроєм для вимірювання величини магнітної індукції є датчик Холла. Вимірювачі на основі цього пристрої проектуються як пробники невеликих габаритів, які можуть містити один, два або три кристала напівпровідника для вимірювання магнітного поля в одно-, дво- або трьох- взаємно перпендикулярних напрямках.
Індукційний датчик складається з котушки індуктивності і призначений для вимірювання змінного магнітного поля. Напруга, индуцируемое на котушці, вміщеній в змінне магнітне поле, пропорційно величині вимірюваної магнітної індукції.
Постійне магнітне поле може бути виміряна обертової з постійною швидкістю котушкою індуктивності. Змінна напруга, що утворюється в котушці при перетині ліній магнітного поля, пропорційно величині магнітної індукції.
Ефект Холла.
Якщо через напівпровідник в одному напрямку пропускати постійний струм I щільністю j, а в іншому напрямку впливати магнітним полем B, то в третьому напрямі можна виміряти напругу V, мінливий пропорційно силі магнітного поля:
=R · B · b · j,
де R - постійна Холла, b - відстань між гранями, на яких виникає вимірювана напруга.
Дане явище отримало назву ефекту Холла, на ім'я фізика Едвіна Герберта Холла, який відкрив цей ефект в 1879 році в тонких пластинках золота. Так як вимірювана напруга змінює знак на зворотний при зміні напрямку магнітного поля на протилежне, то ефект Холла відноситься до непарних гальваномагнітних явищам.
З наведеної формули випливає, що V=k · B, тому, якщо прокалибровать зв'язок між виміряним напругою і величиною магнітного поля, можна використовувати датчики на основі ефекту Холла для вимірювання величини невідомих магнітних полів.
Датчики Холла випускаються багатьма компаніями в світі, наприклад, компанією Honeywell. У Росії найбільш просто можна придбати датчик ДХК - 0.5А, тому розробка в одному з наступних розділів простого гаусметри буде проілюстрована на прикладі цього датчика, хоча все нижчевикладене справедливо і для інших датчиків.
Датчик Холла ДХК - 0.5А призначений для вимірювання величини магнітної індукції на основі перетворення магнітної індукції в вихідна напруга. Датчик виконаний на основі планарної топологічної структури, сформованої на поверхні кремнієвого кристала.
2. Вибір і обгрунтування функціональної схеми
Функціональна схема має вигляд представлений на малюнку 2.1.
Рис.2.1 Функціональна схема
Де:
· ГСС - генератор синусоїдальних сигналів
· ЕМД - електромагнітний датчик
· У - підсилювач
· ФЧВ - фазочувствительного випрямляч
· ФНЧ - фільтр низьких частот
· ПТН - перетворювач струм - напруга
· ФСУ - Фазосдвігающій пристрій
· фун - формувач керуючих напруг
· ПНТ - перетворювач напруга - струм
Принцип дії індукційного датчика грунтується на законі електромагнітної індукції. Відповідно до закону електромагнітної індукції, ЕРС в контурі визначається формулою (2.1):
(2.1)
Де:
- потокосцепление з контуром. Визначається за формулою (2.2):
(2.2)
Де:
??- Число витків котушки; Ф - проходить через неї потік; B - індукція магнітного поля; Q - площа через яку проходить цей потік
Таким чином, вихідною величиною індукційного перетворювача є ЕРС, а вхідний - швидкіс...
