لماذا لا يمكن أن تكون المستشعرات المغناطيسية بالقرب من المغناطيس？

أجهزة الاستشعار المغناطيسية هي أجهزة يمكنها اكتشاف وجود وشدة المجال المغناطيسي. يتم استخدامها على نطاق واسع في التطبيقات المختلفة ، مثل إلكترونيات السيارات والصناعية والفضاء والفضاء. ومع ذلك ، فإن أحد تحديات استخدام المستشعرات المغناطيسية هو أنه لا يمكن وضعها بالقرب من المغناطيس ، لأن هذا يمكن أن يتداخل مع أدائهم ودقتهم.

في هذه المقالة ، سوف نستكشف لماذا لا يمكن أن تكون المستشعرات المغناطيسية بالقرب من المغناطيس ، وأنواع مختلفة من المستشعرات المغناطيسية ، والآثار المحتملة للمغناطيس على وظائفها. سنناقش أيضًا العوامل التي تؤثر على أداء المستشعرات المغناطيسية والتدابير التي يمكن اتخاذها لتخفيف آثار المغناطيس على دقتها.

ما هي أنواع المستشعرات المغناطيسية؟

أجهزة الاستشعار المغناطيسية هي أجهزة يمكنها اكتشاف وجود وشدة المجال المغناطيسي. يمكن تصنيفها في عدة أنواع بناءً على مبادئ التشغيل والتطبيقات.

أجهزة استشعار تأثير القاعة

تعتمد أجهزة استشعار تأثير القاعة على تأثير القاعة ، وهو توليد الجهد العمودي على اتجاه التدفق الحالي في موصل عند وضعه في مجال مغناطيسي. تستخدم مستشعرات تأثير القاعة على نطاق واسع في التطبيقات السيارات والصناعية ، مثل قياس موضع وسرعة مهاوي الدوران ، واكتشاف فتح وإغلاق الأبواب والنوافذ ، ومراقبة مستويات السوائل في الخزانات.

أجهزة استشعار مغناطيسية

تعتمد أجهزة الاستشعار المغناطيسية على مبدأ المقاومة المغناطيسية ، وهو التغير في المقاومة الكهربائية للمادة في وجود مجال مغناطيسي. المستشعرات المغناطيسية حساسة للغاية ويمكنها اكتشاف الحقول المغناطيسية الضعيفة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات مثل اكتشاف وجود الأجسام المعدنية وقياس قوة الحقول المغناطيسية.

أجهزة الاستشعار الاستقرائية

تعتمد أجهزة الاستشعار الاستقرائية على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي ، وهو توليد قوة كهربائية في موصل عندما يتم وضعه في مجال مغناطيسي متغير. تستخدم المستشعرات الاستقرائية بشكل شائع في التطبيقات الصناعية ، مثل اكتشاف وجود الأشياء المعدنية وقياس المسافة بين الكائنات.

مفاتيح القصب المغناطيسي

تستند مفاتيح القصب المغناطيسي إلى مبدأ الجذب المغناطيسي والازدهار. وهي تتألف من اثنين من القصب المعدني المختومة في أنبوب زجاجي ويتم فصلهما بفجوة صغيرة. عندما يتم تطبيق حقل مغناطيسي على القصب ، يتلامس مع بعضهم البعض ، ويغلقون المفتاح واستكمال الدائرة. يتم استخدام مفاتيح القصب المغناطيسي في مجموعة واسعة من التطبيقات ، مثل اكتشاف فتح وإغلاق الأبواب والنوافذ ، وقياس موضع الكائنات ، ومراقبة مستويات السوائل في الخزانات.

مستشعرات Fluxgate

تستند مستشعرات Fluxgate إلى مبدأ قياس التدفق المغناطيسي. وهي تتكون من نواة مغناطيسية محاطة بملف من الأسلاك. عندما يتم تطبيق حقل مغناطيسي على القلب ، يتغير التدفق المغناطيسي في الملف ، ويتم قياس هذا التغيير في التدفق لاكتشاف وجود وشدة المجال المغناطيسي. أجهزة استشعار Fluxgate حساسة للغاية ويمكنها اكتشاف الحقول المغناطيسية الضعيفة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات مثل قياس قوة الحقول المغناطيسية واكتشاف وجود الأجسام المعدنية.

آثار المغناطيس على أجهزة الاستشعار المغناطيسية

تم تصميم أجهزة الاستشعار المغناطيسية للكشف عن الحقول المغناطيسية وقياسها ، ولكن يمكن أن تتأثر بوجود المغناطيسات القريبة. يمكن تصنيف تأثيرات المغناطيس على أجهزة الاستشعار المغناطيسية إلى فئتين: التداخل والتشبع.

تدخل

يحدث التداخل عندما يغير المغناطيس القريب خصائص المجال المغناطيسي الذي يحاول المستشعر قياسه. هذا يمكن أن يؤدي إلى قراءات غير دقيقة وتقليل الحساسية. على سبيل المثال ، إذا تم وضع مستشعر مغناطيسي بالقرب من مغناطيس قوي ، فقد لا يكون المستشعر قادرًا على اكتشاف الحقول المغناطيسية الأضعف بدقة. يمكن أن يتسبب التداخل أيضًا في إنتاج المستشعر قراءات خاطئة أو يؤدي إلى إنذارات غير ضرورية.

التشبع

يحدث التشبع عندما يكون المجال المغناطيسي من مغناطيس قريب قويًا لدرجة أنه يطغى على قدرة المستشعر على قياسه بدقة. هذا يمكن أن يؤدي إلى قراءات مشوهة وتقليل النطاق الديناميكي. على سبيل المثال ، إذا تم وضع مستشعر مغناطيسي بالقرب من مغناطيس قوي للغاية ، فقد لا يكون المستشعر قادرًا على اكتشاف التغييرات في المجال المغناطيسي بدقة. يمكن أن يتسبب التشبع أيضًا في أن يصبح المستشعر غير مستجيب أو لإنتاج قراءات لا تتناسب مع قوة المجال المغناطيسي.

العوامل التي تؤثر على أداء أجهزة الاستشعار المغناطيسية

يمكن أن تؤثر عدة عوامل على أداء أجهزة الاستشعار المغناطيسية ، بما في ذلك:

قوة المجال المغناطيسي

تعتبر قوة المجال المغناطيسي أحد أهم العوامل التي تؤثر على أداء أجهزة الاستشعار المغناطيسية. يمكن أن تسبب الحقول المغناطيسية القوية تداخلًا أو تشبعًا ، في حين قد لا يتم اكتشاف الحقول المغناطيسية الأضعف بدقة. تتأثر حساسية ومدى المستشعر أيضًا بقوة المجال المغناطيسي.

مسافة

المسافة بين المستشعر والمغناطيس عامل مهم آخر. كلما اقترب المستشعر من المغناطيس ، كلما كان المجال المغناطيسي أقوى. ومع ذلك ، فإن كونك قريب جدًا من المغناطيس يمكن أن يسبب التداخل أو التشبع.

توجيه

يمكن أن يؤثر اتجاه المستشعر والمغناطيس أيضًا على أدائهم. يكون المستشعر الأكثر حساسية للتغيرات في المجال المغناطيسي عندما يتم محاذاة خطوط المجال المغناطيسي. إذا لم يتم محاذاة المستشعر بشكل صحيح ، فقد لا يكتشف المجال المغناطيسي بدقة أو قد ينتج قراءات مشوهة.

درجة حرارة

يمكن أن تؤثر درجة الحرارة أيضًا على أداء أجهزة الاستشعار المغناطيسية. بعض المستشعرات حساسة للتغيرات في درجة الحرارة وقد تنتج قراءات غير دقيقة أو تصبح غير مستجيبة إذا تعرضت لدرجات حرارة متطرفة.

تخفيف آثار المغناطيس على أجهزة الاستشعار المغناطيسية

هناك العديد من التدابير التي يمكن اتخاذها للتخفيف من آثار المغناطيس على أجهزة الاستشعار المغناطيسية:

التدريع

يمكن أن يؤدي حماية المستشعر من المجال المغناطيسي إلى تقليل التداخل والتشبع. يمكن القيام بذلك باستخدام مواد مثل Mu-metal أو الفريت ، والتي لها نفاذية مغناطيسية عالية ويمكن أن تمتص أو إعادة توجيه المجال المغناطيسي.

معايرة

يمكن أن تساعد معايرة المستشعر في تعويض التداخل والتشبع. تتضمن المعايرة ضبط ناتج المستشعر لحساب آثار المغناطيسات القريبة. يمكن القيام بذلك باستخدام تعديلات البرامج أو الأجهزة.

الموضع

وضع دقيق للمستشعر والمغناطيس يمكن أن يقلل من التداخل والتشبع. يجب وضع المستشعر بعيدًا عن المغناطيس قدر الإمكان ، ويجب تحسين اتجاه المستشعر والمغناطيس لضمان أقصى قدر من الحساسية.

اختيار المستشعر

يمكن أن يؤدي اختيار النوع الصحيح من المستشعر إلى تقليل تأثيرات المغناطيس. بعض المستشعرات أكثر حساسية للتداخل والتشبع من غيرها. يمكن أن يساعد اختيار مستشعر ذو نطاق ديناميكي أعلى أو انخفاض الحساسية في تخفيف تأثيرات المغناطيس القريبة.

خاتمة

تستخدم المستشعرات المغناطيسية على نطاق واسع في التطبيقات المختلفة ، ولكن لا يمكن وضعها بالقرب من المغناطيس بسبب التأثيرات المحتملة للتداخل والتشبع. يحدث التداخل عندما يغير المغناطيس القريب خصائص المجال المغناطيسي الذي يحاول المستشعر قياسه ، مما يؤدي إلى قراءات غير دقيقة وتقليل الحساسية. يحدث التشبع عندما يكون المجال المغناطيسي من المغناطيس القريب قويًا لدرجة أنه يطغى على قدرة المستشعر على قياسه بدقة ، مما يؤدي إلى قراءات مشوهة وتقليل النطاق الديناميكي.

يمكن أن تؤثر عدة عوامل على أداء أجهزة الاستشعار المغناطيسية ، بما في ذلك قوة المجال المغناطيسي والمسافة والاتجاه ودرجة الحرارة. يمكن أن يساعد وضع الاستشعار الدقيق للمستشعر والمغناطيس ، والدرع ، والمعايرة ، واختيار المستشعر في تخفيف تأثيرات المغناطيس على دقة وأداء المستشعرات المغناطيسية.