Magnetndurid on seadmed, mis suudavad tuvastada magnetvälja olemasolu ja intensiivsust. Neid kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, näiteks autotööstus, tööstus-, kosmose- ja tarbeelektroonika. Üks magnetiliste andurite kasutamise väljakutseid on aga see, et neid ei saa paigutada magnetite lähedale, kuna see võib häirida nende jõudlust ja täpsust.
Selles artiklis uurime, miks magnetilised andurid ei saa olla magnetite lähedal, erinevat tüüpi magnetsensorid ja magnetite potentsiaalne mõju nende funktsionaalsusele. Arutame ka tegureid, mis mõjutavad magnetsensorite jõudlust, ja meetmeid, mida saab võtta magnetide mõju nende täpsusele.
Millised on magnetiliste andurite tüübid?
Magnetndurid on seadmed, mis suudavad tuvastada magnetvälja olemasolu ja intensiivsust. Neid saab jagada mitut tüüpi, tuginedes nende tegevuspõhimõtetele ja rakendustele.
Halli efekti andurid
Halli efekti andurid põhinevad Halli efektil, mis on juhi voolu suunaga risti asetseva pinge genereerimine, kui see paigutatakse magnetväljale. Halli efekti andureid kasutatakse laialdaselt autotööstuses ja tööstuslikes rakendustes, näiteks pöörlevate võllide asukoha ja kiiruse mõõtmine, uste ja akende avamise ja sulgemise tuvastamine ning vedelike taseme jälgimine paakides.
Magnetoresistlikud andurid
Magnetoresistlikud andurid põhinevad magnetoresistentsuse põhimõttel, milleks on materjali elektritakistuse muutus magnetvälja juuresolekul. Magnetoresistlikud andurid on väga tundlikud ja suudavad tuvastada nõrgad magnetväljad, muutes need sobivaks sellisteks rakendusteks nagu metallobjektide olemasolu tuvastamine ja magnetväljade tugevuse mõõtmine.
Induktiivsed andurid
Induktiivsed andurid põhinevad elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel, mis on juhtkonna elektromotoorse jõu genereerimine, kui see paigutatakse muutuvasse magnetvälja. Induktiivseid andureid kasutatakse tavaliselt tööstuslikes rakendustes, näiteks metallobjektide olemasolu tuvastamine ja objektide vahelise kauguse mõõtmine.
Magnetrooslülitid
Magnetrooslülitid põhinevad magnetilise külgetõmbe ja tõrjumise põhimõttel. Need koosnevad kahest metallist pilliroost, mis on suletud klaasist torusse ja eraldatakse väikese lõhega. Kui pilliroole rakendatakse magnetvälja, puutuvad nad üksteisega kokku, sulgedes lüliti ja lõpetades vooluringi. Magnetilisi pilliroogusid kasutatakse paljudes rakendustes, näiteks uste ja akende avamise ja sulgemise tuvastamine, objektide asukoha mõõtmine ning vedelike taseme jälgimine paakides.
Fluxgate'i andurid
Fluxgate -andurid põhinevad magnetilise voo mõõtmise põhimõttel. Need koosnevad magnetilisest südamikust, mida ümbritseb traadi mähis. Kui südamikule rakendatakse magnetvälja, muutub mähises sisalduv magnetvoog ja seda voo muutust mõõdetakse magnetvälja olemasolu ja intensiivsuse tuvastamiseks. Fluxgate -andurid on väga tundlikud ja suudavad tuvastada nõrgad magnetväljad, muutes need sobivaks sellisteks rakendusteks nagu magnetväljade tugevuse mõõtmine ja metalliesemete olemasolu tuvastamine.
Magnetite mõju magnetilisele anduritele
Magnetndurid on loodud magnetväljade tuvastamiseks ja mõõtmiseks, kuid neid võib mõjutada läheduses asuvate magnetite olemasolu. Magnetite mõju magnetilisele anduritele võib jagada kahte kategooriasse: häire ja küllastus.
Sekkumine
Sekkumine toimub siis, kui lähedal asuv magnet muudab magnetvälja omadused, mida andur üritab mõõta. See võib põhjustada ebatäpseid lugemisi ja vähendada tundlikkust. Näiteks kui magnetiline andur asetatakse tugeva magneti lähedale, ei pruugi andur olla võimeline nõrgemaid magnetvälju täpselt tuvastama. Häired võivad põhjustada ka anduri valede näitude tekitamist või häireid asjatult käivitada.
Küllastus
Küllastus toimub siis, kui lähedalasuva magneti magnetväli on nii tugev, et see ületab anduri võime seda täpselt mõõta. See võib põhjustada moonutatud lugemisi ja vähendada dünaamilist ulatust. Näiteks kui magnetiline andur asetatakse väga tugeva magneti lähedale, ei pruugi andur magnetvälja muutusi täpselt tuvastada. Küllastus võib põhjustada ka anduri reageerimata või toota näitu, mis ei ole proportsionaalsed magnetvälja tugevusega.
Magnetsensorite jõudlust mõjutavad tegurid
Mitmed tegurid võivad mõjutada magnetiliste andurite jõudlust, sealhulgas::
Magnetvälja tugevus
Magnetvälja tugevus on üks olulisemaid tegureid, mis mõjutavad magnetsensorite jõudlust. Tugevamad magnetväljad võivad põhjustada häireid või küllastumist, samas kui nõrgemaid magnetvälju ei pruugi täpselt tuvastada. Anduri tundlikkust ja ulatust mõjutab ka magnetvälja tugevus.
Kaugus
Anduri ja magneti vaheline kaugus on veel üks oluline tegur. Mida lähemal on andur magnetile, seda tugevam on magnetväli, mille see tuvastab. Kuid magnetile liiga lähedal olemine võib põhjustada ka häireid või küllastumist.
Orientatsioon
Anduri ja magneti orientatsioon võib mõjutada ka nende jõudlust. Andur on kõige tundlikum magnetvälja muutuste suhtes, kui see on joondatud magnetvälja joontega. Kui andur pole korralikult joondatud, ei pruugi see magnetvälja täpselt tuvastada või võib tekitada moonutatud näitu.
Temperatuur
Temperatuur võib mõjutada ka magnetiliste andurite jõudlust. Mõned andurid on tundlikud temperatuurimuutuste suhtes ja võivad tekitada ebatäpseid näitu või muutuda reageerimata ekstreemsete temperatuuridega.
Magnetide mõju leevendamine magnetilisele anduritele
Magnetite mõju leevendamiseks magnetsensoritele on võimalik võtta mitmeid meetmeid:
Varjestus
Anduri varjestamine magnetvälja eest võib vähendada häireid ja küllastumist. Seda saab teha selliste materjalide abil nagu mu-metall või ferriit, millel on kõrge magnetiline läbilaskvus ja mis võivad magnetvälja absorbeerida või suunata.
Kalibreerimine
Anduri kalibreerimine võib aidata häireid ja küllastust kompenseerida. Kalibreerimine hõlmab anduri väljundi reguleerimist, et arvestada lähedalasuvate magnetide mõjudega. Seda saab teha tarkvara või riistvara korrigeerimise abil.
Paigutus
Anduri ja magneti hoolikas paigutamine võib vähendada häireid ja küllastumist. Andur tuleks paigutada magnetist võimalikult kaugele ning maksimaalse tundlikkuse tagamiseks tuleks anduri ja magneti orientatsioon optimeerida.
Anduri valik
Õiget tüüpi anduri valimine võib vähendada ka magnetite mõju. Mõned andurid on sekkumise ja küllastuse suhtes tundlikumad kui teised. Suurema dünaamilise vahemiku või madalama tundlikkusega anduri valimine aitab leevendada läheduses asuvate magnetite mõju.
Järeldus
Magnetilisi andureid kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, kuid häirete ja küllastuse võimalike mõjude tõttu ei saa neid magnetite lähedale paigutada. Sekkumine toimub siis, kui lähedal asuv magnet muudab magnetvälja omadused, mida andur üritab mõõta, põhjustades ebatäpseid näitu ja vähenenud tundlikkust. Küllastus toimub siis, kui lähedalasuva magneti magnetväli on nii tugev, et see ületab anduri võime seda täpselt mõõta, viies moonutatud näitude ja vähenenud dünaamilise ulatuseni.
Mitmed tegurid võivad mõjutada magnetsensorite jõudlust, sealhulgas magnetvälja tugevus, vahemaa, orientatsioon ja temperatuur. Anduri ja magneti, varjestuse, kalibreerimise ja anduri valimise hoolikas paigutamine võib aidata leevendada magnetite mõju magnetiliste andurite täpsusele ja jõudlusele.
