Magnetandurid on seadmed, mis suudavad tuvastada magnetvälja olemasolu ja intensiivsust. Neid kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, näiteks autotööstuses, tööstuses, kosmosetööstuses ja tarbeelektroonikas. Magnetandurite kasutamise üheks väljakutseks on aga see, et neid ei saa paigutada magnetite lähedusse, kuna see võib häirida nende jõudlust ja täpsust.
Selles artiklis uurime, miks magnetandurid ei saa olla magnetite läheduses, eri tüüpi magnetandureid ja magnetite võimalikku mõju nende funktsionaalsusele. Samuti käsitleme magnetandurite toimimist mõjutavaid tegureid ja meetmeid, mida saab võtta, et leevendada magnetite mõju nende täpsusele.
Millised on magnetandurite tüübid?
Magnetandurid on seadmed, mis suudavad tuvastada magnetvälja olemasolu ja intensiivsust. Neid võib nende tööpõhimõtete ja rakenduste põhjal liigitada mitmeks tüübiks.
Halli efekti andurid
Halli efekti andurid põhinevad Halli efektil, mis on voolu liikumise suunaga risti oleva pinge tekitamine juhis, kui see asetatakse magnetvälja. Halli efekti andureid kasutatakse laialdaselt autotööstuses ja tööstuslikes rakendustes, näiteks pöörlevate võllide asendi ja kiiruse mõõtmiseks, uste ja akende avanemise ja sulgemise tuvastamiseks ning paakide vedelike taseme jälgimiseks.
Magnetresistiivsed andurid
Magnetresistiivsed andurid põhinevad magnetresistentsuse põhimõttel, mis on materjali elektritakistuse muutumine magnetvälja mõjul. Magnetresistiivsed andurid on väga tundlikud ja suudavad tuvastada nõrku magnetvälju, muutes need sobivaks näiteks metallesemete tuvastamiseks ja magnetvälja tugevuse mõõtmiseks.
Induktiivsed andurid
Induktiivsed andurid põhinevad elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel, mis on elektromotoorjõu tekitamine juhis, kui see asetatakse muutuvasse magnetvälja. Induktiivseid andureid kasutatakse tavaliselt tööstuslikes rakendustes, näiteks metallesemete olemasolu tuvastamiseks ja objektide vahelise kauguse mõõtmiseks.
Magnetilised pilliroo lülitid
Magnetilised pilliroolülitid põhinevad magnetilise külgetõmbe ja tõrjumise põhimõttel. Need koosnevad kahest metallist pilliroost, mis on suletud klaastorusse ja on eraldatud väikese vahega. Kui roostikule rakendatakse magnetvälja, puutuvad need kokku, sulgedes lüliti ja lõpetades vooluringi. Magnetilised pilliroolülitid on kasutusel väga paljudes rakendustes, näiteks uste ja akende avanemise ja sulgemise tuvastamisel, objektide asukoha mõõtmisel ja paakides olevate vedelike taseme jälgimisel.
Fluxgate andurid
Fluxgate andurid põhinevad magnetvoo mõõtmise põhimõttel. Need koosnevad magnetsüdamikust, mis on ümbritsetud traadi mähisega. Kui südamikule rakendatakse magnetvälja, muutub mähises olev magnetvoog ja seda voo muutust mõõdetakse magnetvälja olemasolu ja intensiivsuse tuvastamiseks. Fluxgate'i andurid on väga tundlikud ja suudavad tuvastada nõrku magnetvälju, mistõttu need sobivad selliste rakenduste jaoks nagu magnetvälja tugevuse mõõtmine ja metallesemete olemasolu tuvastamine.
Magnetite mõju magnetanduritele
Magnetandurid on loodud magnetväljade tuvastamiseks ja mõõtmiseks, kuid neid võivad mõjutada läheduses asuvad magnetid. Magnetite mõju magnetanduritele võib liigitada kahte kategooriasse: häired ja küllastus.
Sekkumine
Häired tekivad siis, kui lähedal asuv magnet muudab selle magnetvälja omadusi, mida andur üritab mõõta. See võib põhjustada ebatäpseid näitu ja tundlikkuse vähenemist. Näiteks kui magnetandur asetatakse tugeva magneti lähedusse, ei pruugi andur nõrgemaid magnetvälju täpselt tuvastada. Häired võivad põhjustada ka anduri valenäitude esitamist või tarbetute häirete käivitamist.
Küllastus
Küllastus tekib siis, kui lähedal asuva magneti magnetväli on nii tugev, et ületab anduri võime seda täpselt mõõta. See võib põhjustada moonutatud näitu ja dünaamilise ulatuse vähenemist. Näiteks kui magnetandur asetatakse väga tugeva magneti lähedusse, ei pruugi andur olla võimeline magnetvälja muutusi täpselt tuvastama. Küllastus võib põhjustada ka anduri mittereageerimise või anda näidud, mis ei ole proportsionaalsed magnetvälja tugevusega.
Magnetandurite jõudlust mõjutavad tegurid
Magnetandurite jõudlust võivad mõjutada mitmed tegurid, sealhulgas:
Magnetvälja tugevus
Magnetvälja tugevus on üks olulisemaid magnetandurite jõudlust mõjutavaid tegureid. Tugevamad magnetväljad võivad põhjustada häireid või küllastust, samas kui nõrgemaid magnetvälju ei pruugita täpselt tuvastada. Anduri tundlikkust ja ulatust mõjutab ka magnetvälja tugevus.
Kaugus
Teine oluline tegur on anduri ja magneti vaheline kaugus. Mida lähemal on andur magnetile, seda tugevama magnetvälja see tuvastab. Kuid magnetile liiga lähedal viibimine võib samuti põhjustada häireid või küllastust.
Orienteerumine
Anduri ja magneti suund võib samuti mõjutada nende jõudlust. Andur on magnetvälja muutuste suhtes kõige tundlikum, kui see on joondatud magnetvälja joontega. Kui andur ei ole õigesti joondatud, ei pruugi see magnetvälja täpselt tuvastada või anda moonutatud näitu.
Temperatuur
Temperatuur võib mõjutada ka magnetandurite jõudlust. Mõned andurid on tundlikud temperatuurimuutuste suhtes ja võivad äärmuslike temperatuuride korral anda ebatäpseid näitu või mitte reageerida.
Magnetite mõju leevendamine magnetanduritele
Magnetite mõju leevendamiseks magnetanduritele saab võtta mitmeid meetmeid:
Varjestus
Anduri varjestamine magnetvälja eest võib vähendada häireid ja küllastust. Seda saab teha selliste materjalidega nagu mu-metall või ferriit, millel on kõrge magnetiline läbilaskvus ja mis võivad magnetvälja absorbeerida või ümber suunata.
Kalibreerimine
Anduri kalibreerimine võib aidata häireid ja küllastust kompenseerida. Kalibreerimine hõlmab anduri väljundi reguleerimist, et võtta arvesse läheduses asuvate magnetite mõju. Seda saab teha tarkvara või riistvara kohandamise abil.
Paigutus
Anduri ja magneti hoolikas paigutamine võib vähendada häireid ja küllastust. Andur tuleks asetada magnetist võimalikult kaugele ning maksimaalse tundlikkuse tagamiseks tuleks anduri ja magneti suund optimeerida.
Anduri valik
Õiget tüüpi anduri valimine võib samuti vähendada magnetite mõju. Mõned andurid on häirete ja küllastuse suhtes tundlikumad kui teised. Suurema dünaamilise ulatusega või madalama tundlikkusega anduri valimine võib aidata leevendada lähedalasuvate magnetite mõju.
Järeldus
Magnetandureid kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, kuid neid ei saa paigutada magnetite lähedusse võimalike häirete ja küllastuse mõjude tõttu. Häired tekivad siis, kui lähedal asuv magnet muudab selle magnetvälja omadusi, mida andur proovib mõõta, mis põhjustab ebatäpseid näitu ja tundlikkuse vähenemist. Küllastus tekib siis, kui lähedalasuva magneti magnetväli on nii tugev, et ületab anduri võimet seda täpselt mõõta, mis toob kaasa moonutatud näidud ja dünaamilise ulatuse vähenemise.
Magnetandurite tööd võivad mõjutada mitmed tegurid, sealhulgas magnetvälja tugevus, kaugus, orientatsioon ja temperatuur. Anduri ja magneti hoolikas paigutamine, varjestus, kalibreerimine ja anduri valimine võivad aidata leevendada magnetite mõju magnetandurite täpsusele ja jõudlusele.
