سنسورهای میدان مغناطیسی

سنسورهای میدان مغناطیسی برای اندازه گیری شار مغناطیسی و/یا قدرت و جهت میدان مغناطیسی استفاده می شوند. آنها عمدتاً در اندازه گیری های علمی، ناوبری و کاربردهای صنعتی استفاده می شوند.

اصل عملکرد ریزحسگر میدان مغناطیسی تشدید کننده.

نمایش تمام سازندگان حسگرهای میدان مغناطیسی

انواع حسگرهای میدان مغناطیسی

• حسگرهای مغناطیسی مقاومت الکتریکی را به عنوان تابعی از میدان مغناطیسی اعمال شده یا محیط اندازه گیری می کنند.

• سنسورهای گیت شار یا سیم پیچ تفاوت میدان مغناطیسی را در انتهای یک میله عمودی اندازه گیری می کنند و سپس این اطلاعات را روی یک شبکه رسم می کنند.

• حسگرهای هال افکت انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی را با ایجاد ولتاژ بین دو لبه هادی حامل جریان که وجهه های آن بر میدان مغناطیسی عمود هستند، به سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند.

• حسگرهای مغناطیسی القایی از سیم پیچی تشکیل شده اند که یک هسته فرومغناطیسی را احاطه کرده است که نفوذپذیری آن در میدان مغناطیسی زمین تغییر می کند.

• حسگرهای تقدم پروتون از مایعاتی مانند نفت سفید و متانول استفاده می کنند که چگالی بالایی از اتم های هیدروژن دارند.

• حسگرهای اوورهاوزر یا تقدم هسته ای یک مایع غنی از الکترون را با هیدروژن ترکیب می کنند و مخلوط را در معرض سیگنال فرکانس رادیویی (RF) قرار می دهند.

• حسگرهای پمپ شده نوری قلیایی گازی را با طول موج خاصی از نور قطبی می کنند.

• سنسورهای SQUID به میدان‌های مغناطیسی کم بسیار حساس هستند و می‌توانند میدان‌هایی را به اندازه محدوده فمتوتسلا اندازه‌گیری کنند. آنها عمدتاً در کاربردهای پزشکی، به ویژه علوم اعصاب استفاده می شوند و دارای طیف وسیعی از ابزار میدان مغناطیسی هستند. SQUID مخفف دستگاه های تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUID) است.

عملکرد سنسور

انتخاب حسگرهای میدان مغناطیسی نیازمند تجزیه و تحلیل مشخصات عملکرد است. چگالی شار، محدوده اندازه گیری کل بر حسب گاوس (G)، اغلب با ناحیه خروجی خطی فناوری سنجش مطابقت دارد. وضوح کوچکترین افزایش قابل اندازه گیری است. دقت درصدی از مقیاس کامل است. پهنای باند محدوده فرکانسی است که حسگرهای میدان مغناطیسی در آن مشخصات دقت خود را برآورده می کنند. تعداد محورها تعداد اندازه گیری های ممکن و همزمان برای حسگرهای میدان مغناطیسی را نشان می دهد. دستگاه های تک محور رایج هستند، اما دستگاه های دو محوره و سه محوره نیز موجود هستند.

ویژگی های اندازه گیری و خروجی های الکتریکی

سنسورهای میدان مغناطیسی ممکن است ویژگی های اندازه گیری جهت یا بزرگی را در خود جای دهند.

• حسگرهای میدان مغناطیسی جهت دار جهت میدان مغناطیسی را اندازه گیری می کنند و ممکن است خروجی های دوقطبی ارائه دهند.

• سنسورهای قدر به سادگی بزرگی میدان مغناطیسی را اندازه گیری می کنند.

سنسورهای میدان مغناطیسی از نظر خروجی الکتریکی متفاوت هستند.

• سطوح جریان آنالوگ مانند 4 تا 20 میلی آمپر برای ارسال سیگنال در فواصل طولانی مناسب است.

• ولتاژهای آنالوگ توابعی ساده و معمولاً خطی هستند.

• سیگنال های خروجی آنالوگ مدوله شده کدگذاری می شوند، اما همچنان ماهیت آنالوگ دارند. به عنوان مثال می توان به سیگنال های موج سینوسی، موج پالس، مدولاسیون دامنه (AM) و مدولاسیون فرکانس (FM) اشاره کرد.

• RS232، RS422، و RS485 پروتکل های سریال و دیجیتال رایج هستند.

• پروتکل های موازی شامل گذرگاه رابط همه منظوره (GPIB) است، استانداردی که به عنوان IEEE 488 نیز شناخته می شود.

سایر خروجی های دیجیتال برای حسگرهای میدان مغناطیسی شامل سیگنال های منطقی ترانزیستور ترانزیستور (TTL) است. خروجی هایی که وضعیت سوئیچ یا زنگ هشدار را تغییر می دهند نیز در دسترس هستند.

منبع

globalspec