- •1 Часть. Электромагнитные преобразователи информации Лекция №1.Определения магнитных величин. Эталоны. Параметры магнитного поля
- •Лекция № 2. Классификация электромагнитных измерительных преобразователей Преобразование параметров магнитного поля в электрический сигнал
- •Лекция №3. Индукционные измерительные преобразователи
- •5 Уравнение:
- •Лекция №4. Индукционные измерительные преобразователи (продолжение)
- •Лекция №5. Магнитомодуляционные измерительные преобразователи
- •Лекция №6. Феррозонд на основе магнитного компаратора
- •Лекция №7. Макроквантовые измерительные преобразователи
- •Лекция № 8. Вихретоковые индуктивные преобразователи
- •Лекция №9. Индуктивные измерительные преобразователи
- •Лекция №10. Трансформаторные измерительные преобразователи
- •Лекция №11. Магнитоупругие измерительные преобразователи
- •Лекция №12. Микроквантовые измерительные преобразователи на основе ядерно-магнитного резонанса
- •Лекция №13. Гальваномагнитные преобразователи, основанные на эффекте Холла
- •Лекция № 14. Магниторезистивные и гальваномагниторекомбинационные преобразователи
- •2 Часть. Лекции по фопи. Лекция 1. Резистивные преобразователи
- •Лекция 2. Тензодатчики
- •Лекция 3. Измерительные цепи тензорезисторов
- •Лекция 4. Пьезоэлектрические преобразователи
- •Лекция 5. Пьезоэлектрические преобразователи силы, давления и ускорения
- •Лекция 6. Пьезорезонансные преобразователи
- •Лекция 7. Измерительные преобразователи, Основанные на использовании Поверхностных акустических волн
- •Лекция 8. Электростатические преобразователи
- •Лекция 9. Емкостные преобразователи
- •Лекция 10. Измерительные цепи емкостных преобразователей
- •Лекция 1. Тепловые преобразователи
- •Лекция 2. Термоэлектрические преобразователи, их принцип действия и применяемые материалы
- •Лекция 3. Терморезисторы, основы их расчета и применяемые материалы
- •Лекция 4. Разновидности термочувствительных элементов и их применение
- •Лекция 5. Оптоэлектрические преобразователи
- •Лекция 6. Источники излучения. Каналы передачи световой энергии в оптических ип
- •Лекция 7. Приемники излучения
- •Лекция 8. Основные структурные схемы оптоэлектрических преобразователей и приборов
Лекция №6. Феррозонд на основе магнитного компаратора
На базе бистабильных ферромагнетиков возможно создание пороговых элементов, называемых также магнитными компараторами (МК). Когда внешнее магнитное поле достигает определенного порогового значения Нs, происходит переключение сердечника путем бистабильных скачков Баркгаузена. Регистрация бистабильных скачков Баркгаузена осуществляется с помощью измерительного преобразователя. Структурная цепь преобразований представлена на рис. 6.1. Конструктивно компаратор, как законченный элемент схемы, может быть реализован в зависимости от способа перемагничивания и съема сигнала в трех вариантах (рис. 6.2, а, б, в): с двумя катушками, с одной катушкой и бескатушечный. В последнем преобразователь B-U работает на основе эффекта Маттеучи (гальванический съем), а перемагничивание осуществляется пропусканием тока через сердечник.
Рис. 6.1 Структурная схема в МК Рис. 6.2 Электрические схемы МК
измерительных преобразований
(варианты включения)
Каждый из трех вариантов имеет достоинства и недостатки, чем и объясняется их необходимость. Авторами и их сотрудниками разработаны несколько вариантов МК, основные параметры которых приведены в табл. 6.1. Основные технические характеристики относятся к сердечникам БИСЕР.
Подобные устройства могут применяться в системах автоматики как датчики положения, перемещения, превышения критического значения электрического тока в контролируемой цепи и др. Сердечник БИСЕР-1 нашел применение в кодовых карточках для электронных замков депозитных банковских сейфов. Карточки показали хорошую надежность, внедрены в нескольких банках России.
Таблица 6.1
Характеристика МК |
БИСЕР-1 |
БИСЕР-2 |
БИСЕР-2 |
HS, А/см |
240…320 |
1,2…1,8 |
1,5…10 |
Uвых, мВ |
2,5…3 |
2 |
1,5…2 |
τСБ, мкс |
20…30 |
60 |
10…20 |
Диапазон температур, 0С |
-50…100 |
-50…100 |
-50…100 |
Габариты, мм |
10х2х1 |
120х2х1 |
10х2х1 |
Материал сердечника |
Викаллоевая проволока |
Аморфная лента |
Аморфный микропровод |
На основе МК созданы измерительные преобразователи напряженности магнитного поля и тока с преобразованием измеряемого поля во временной интервал (рис. 6.3).
Характеристика «вход-выход» подобного преобразователя приведена на рис. 6.4.
Рис. 6.3 Принцип работы МК Рис. 6.4 Характеристика «вход-выход» МК
На рис. 6.5 представлена блок-схема преобразователя магнитного поля на основе МК.
Рис. 6.5 Схема преобразования магнитного поля в аналоговый сигнал: wl - катушка компенсации; w2 - считывающе-перемагничивающая катушка МК; И-интегратор.
С целью исключения погрешности нелинейности характеристики преобразования используется компенсационный метод. Следящая схема поддерживает ток в катушке компенсации таким образом, чтобы МК всегда срабатывал в один и тот же момент времени, Тогда значение тока компенсации будет пропорционально напряженности измеряемого поля.