سنسور یک متر گاوس چگونه کار می کند؟

سلام! من به عنوان تأمین کننده گاوس متر ، اغلب در مورد نحوه عملکرد این دستگاه های nifty ، به ویژه سنسورهای آنها سؤال می شود. بنابراین ، من فکر کردم که می خواهم یک شیرجه عمیق را به موضوع برسانم و آن را برای شما به شکلی که درک آن آسان است ، تجزیه کنم.

اول از همه ، بیایید در مورد اینکه یک متر گاوس چیست صحبت کنیم. این دستگاهی است که برای اندازه گیری استحکام و جهت میدان های مغناطیسی استفاده می شود. شما می توانید این کنتورها را در انواع مکان ها ، از آزمایشگاه های تحقیقاتی علمی گرفته تا محیط های صنعتی پیدا کنید. آنها برای مواردی مانند کنترل کیفیت در ساخت ، بررسی میدان های مغناطیسی در اطراف تجهیزات برقی و حتی در برخی از کاربردهای آموزشی بسیار مفید هستند.

اکنون ، بر روی ستاره نمایش: سنسور. سنسور موجود در یک متر گاوس بخشی است که در واقع میدان مغناطیسی را تشخیص می دهد و آن اطلاعات را به یک اندازه گیری قابل خواندن تبدیل می کند. چند سنسور مختلف وجود دارد که در متر گاوس استفاده می شود ، اما رایج ترین آنها سنسورهای اثر هال و سنسورهای Fluxgate هستند.

سنسورهای اثر سالن

بیایید با سنسورهای اثر هال شروع کنیم. اینها احتمالاً پرکاربردترین سنسورها در کنتورهای گاوس و به دلایل خوبی هستند. آنها نسبتاً ساده ، مقرون به صرفه هستند و می توانند بسیار دقیق باشند.

اصل اساسی در پشت یک سنسور اثر هال بر اساس چیزی به نام The Hall Effect است که در سال 1879 توسط فیزیکدان ادوین هال کشف شد. در اینجا نحوه عملکرد آن آورده شده است:

هنگامی که یک هادی حامل جریان در یک میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان قرار می گیرد ، ولتاژ در سراسر هادی ایجاد می شود. این ولتاژ ولتاژ سالن نامیده می شود و مستقیماً متناسب با قدرت میدان مغناطیسی است.

در یک متر گاوس ، سنسور اثر هال به طور معمول یک تراشه نیمه هادی کوچک است. هنگامی که سنسور در معرض میدان مغناطیسی قرار می گیرد ، الکترون های نیمه هادی توسط نیروی مغناطیسی منحرف می شوند. این باعث عدم تعادل بار می شود که به نوبه خود ولتاژ سالن را تولید می کند. Gauss متر سپس این ولتاژ را اندازه گیری می کند و از آن برای محاسبه قدرت میدان مغناطیسی استفاده می کند.

یکی از موارد عالی در مورد سنسورهای اثر هال این است که آنها می توانند هم زمینه های مغناطیسی DC و AC را اندازه گیری کنند. این باعث می شود آنها بسیار متنوع باشند ، و می توانید آنها را در طیف گسترده ای از متر گاوس پیدا کنید ، از جملهDC Gauss Meter قابل حملبشر

با این حال ، سنسورهای اثر هال محدودیت هایی دارند. آنها می توانند تحت تأثیر تغییرات دما قرار بگیرند ، که می تواند باعث کاهش ولتاژ خروجی شود. برای جبران این امر ، بیشتر مترهای مدرن گاوس با سنسورهای اثر هال دارای مدارهای جبران دمای داخلی هستند.

سنسورهای Fluxgate

در مرحله بعد ، سنسورهای Fluxgate داریم. این سنسورها کمی پیچیده تر از سنسورهای اثر هال هستند ، اما مزایای آن را ارائه می دهند ، به خصوص در مورد اندازه گیری میدان های مغناطیسی بسیار ضعیف.

اصل اساسی در پشت یک سنسور Fluxgate مبتنی بر مغناطش و عوامفراع سازی یک هسته فرومغناطیسی است. در اینجا توضیح ساده ای در مورد نحوه عملکرد آن آورده شده است:

یک سنسور Fluxgate از یک هسته فرومغناطیسی با دو سیم پیچ پیچیده شده در اطراف آن تشکیل شده است: یک سیم پیچ درایو و یک سیم پیچ حس. سیم پیچ درایو به یک منبع جریان متناوب (AC) متصل می شود ، که یک میدان مغناطیسی متناوب در هسته ایجاد می کند.

هنگامی که یک میدان مغناطیسی خارجی وجود دارد ، از میدان مغناطیسی متناوب در هسته اضافه یا کم می شود. این باعث می شود هسته در نقاط مختلف چرخه AC اشباع شود ، که به نوبه خود سیگنال را به معنای سیم پیچ ایجاد می کند.

Gauss Meter سپس این سیگنال را اندازه گیری می کند و از آن برای محاسبه استحکام و جهت میدان مغناطیسی خارجی استفاده می کند.

یکی از مهمترین مزایای سنسورهای Fluxgate حساسیت بالا آنها است. آنها می توانند زمینه های مغناطیسی بسیار ضعیف را تشخیص دهند و آنها را برای کاربردهایی مانند نظرسنجی های ژئوفیزیکی و تحقیقات فضایی ایده آل می کنند. اغلب می توانید سنسورهای Fluxgate را در پیدا کنیدAC و DC Gaussmeterبشر

با این حال ، سنسورهای Fluxgate نیز نسبت به سنسورهای اثر هال گرانتر و بزرگتر هستند. آنها همچنین برای کار به الکترونیک پیچیده تری نیاز دارند که می تواند آنها را برای برنامه های قابل حمل کمتر مناسب کند.

انواع دیگر سنسورها

در حالی که اثر هال و سنسورهای Fluxgate رایج ترین انواع سنسورهای مورد استفاده در متر گاوس هستند ، چند نوع دیگر نیز وجود دارد که قابل ذکر است.

یکی از این نوع سنسور مغناطیسی است. این سنسورها با تغییر مقاومت الکتریکی خود در حضور یک میدان مغناطیسی کار می کنند. آنها از بعضی جهات شبیه به سنسورهای اثر هال هستند ، اما می توانند حساسیت بالاتری و زمان پاسخ سریع تری داشته باشند.

نوع دیگر سنسور Squid (دستگاه تداخل کوانتومی ابررسانا) است. این سنسورها بسیار حساس هستند و می توانند میدان های مغناطیسی را در سطح Picotesla تشخیص دهند. با این حال ، آنها برای کار به درجه حرارت بسیار کمی نیاز دارند ، که باعث می شود آنها برای برنامه های تحقیقاتی تخصصی مناسب تر شوند.

چگونه سنسور به متر گاوس متصل می شود

هنگامی که سنسور میدان مغناطیسی را تشخیص داده و سیگنال ایجاد کرد ، آن سیگنال نیاز به پردازش و نمایش در متر گاوس دارد.

در بیشتر متر گاوس ، سنسور به یک مدار تقویت کننده وصل می شود. تقویت کننده سیگنال ضعیف را از سنسور به سطحی تبدیل می کند که می تواند به راحتی توسط الکترونیک متر اندازه گیری شود.

پس از تقویت سیگنال ، آن را به مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) ارسال می شود. ADC سیگنال آنالوگ را از تقویت کننده به یک سیگنال دیجیتالی تبدیل می کند که توسط میکروکنترلر متر می تواند پردازش شود.

میکروکنترلر سپس از یک الگوریتم از پیش برنامه ریزی شده برای محاسبه استحکام و جهت میدان مغناطیسی بر اساس سیگنال دیجیتال استفاده می کند. سرانجام ، نتیجه در صفحه کنتور نمایش داده می شود.

کالیبراسیون و دقت

برای اطمینان از اندازه گیری های دقیق ، مترها به طور مرتب کالیبره می شوند. کالیبراسیون شامل مقایسه قرائت های کنتور گاوس با قدرت میدان مغناطیسی شناخته شده است.

بیشتر متر گاوس دارای گواهی کالیبراسیون است که نشان دهنده صحت متر در زمان تولید است. با این حال ، با گذشت زمان ، عواملی مانند تغییر دما ، رانش سنسور و تداخل الکتریکی می توانند بر صحت متر تأثیر بگذارند.

برای حفظ صحت ، توصیه می شود حداقل یک بار در سال توسط یک آزمایشگاه کالیبراسیون معتبر کالیبراسیون کند.

پایان

بنابراین ، آنجا آن را دارید! این یک مرور اساسی در مورد نحوه عملکرد سنسور یک متر گاوس است. آیا شما از یک استفاده می کنیدDC Gauss Meter قابل حملبرای اندازه گیری های روی حرکت یادسک تاپ DC Gauss متربرای کارهای دقیق تر آزمایشگاهی ، درک چگونگی کار سنسور می تواند به شما در استفاده بیشتر از دستگاه خود کمک کند.

اگر در بازار یک متر گاوس هستید یا در مورد محصولات ما سؤالی دارید ، دریغ نکنید. ما در اینجا هستیم تا به شما در یافتن راه حل مناسب برای نیازهای خود کمک کنیم و اطمینان حاصل کنید که از اندازه گیری های دقیق و قابل اعتماد میدان مغناطیسی استفاده می کنید.

منابع

• سالن ، EH (1879). در یک عمل جدید آهنربا روی جریان های الکتریکی. مجله آمریکایی ریاضیات ، 2 (3) ، 287-292.
• Blum ، JB (2001). مگنتومتری Fluxgate. بررسی های ژئوفیزیک ، 39 (2) ، 187-207.
• Popović ، RS (2004). دستگاه های اثر سالن. ویلی-ایه مطبوعات.