چرا سنسورهای مغناطیسی نمی توانند در نزدیکی آهن ربا باشند

سنسورهای مغناطیسی دستگاههایی هستند که می توانند حضور و شدت یک میدان مغناطیسی را تشخیص دهند. آنها به طور گسترده در برنامه های مختلف مانند خودرو ، صنعتی ، هوافضا و الکترونیک مصرفی استفاده می شوند. با این حال ، یکی از چالش های استفاده از سنسورهای مغناطیسی این است که آنها را نمی توان در نزدیکی آهن ربا قرار داد ، زیرا این امر می تواند در عملکرد و دقت آنها دخالت کند.

در این مقاله ، ما بررسی خواهیم کرد که چرا سنسورهای مغناطیسی نمی توانند در نزدیکی آهن ربا ، انواع مختلف سنسورهای مغناطیسی و اثرات احتمالی آهن ربا بر عملکرد آنها باشند. ما همچنین در مورد عواملی که بر عملکرد سنسورهای مغناطیسی تأثیر می گذارد و اقداماتی که می تواند برای کاهش اثرات آهن ربا بر دقت آنها انجام شود ، بحث خواهیم کرد.

انواع سنسورهای مغناطیسی چیست؟

سنسورهای مغناطیسی دستگاههایی هستند که می توانند حضور و شدت یک میدان مغناطیسی را تشخیص دهند. آنها را می توان بر اساس اصول عملکرد و برنامه های کاربردی خود به چندین نوع طبقه بندی کرد.

سنسورهای اثر سالن

سنسورهای اثر هال بر اساس اثر هال ساخته شده اند ، که تولید یک ولتاژ عمود بر جهت جریان جریان در یک هادی است که در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد. سنسورهای اثر هال به طور گسترده در کاربردهای خودرو و صنعتی مانند اندازه گیری موقعیت و سرعت شفت های چرخان ، تشخیص باز و بسته شدن درها و پنجره ها و نظارت بر سطح مایعات در مخازن مورد استفاده قرار می گیرند.

سنسورهای مغناطیسی

سنسورهای مغناطیسی مبتنی بر اصل مقاومت مغناطیسی است که این تغییر در مقاومت الکتریکی یک ماده در حضور یک میدان مغناطیسی است. سنسورهای مغناطیسی بسیار حساس هستند و می توانند میدان های مغناطیسی ضعیف را تشخیص دهند و آنها را برای کاربردهایی مانند تشخیص حضور اشیاء فلزی و اندازه گیری استحکام میدان های مغناطیسی مناسب می کند.

سنسورهای القایی

سنسورهای القایی مبتنی بر اصل القاء الکترومغناطیسی است که تولید یک نیروی الکتروموتیک در یک هادی است که در یک میدان مغناطیسی در حال تغییر قرار می گیرد. سنسورهای القایی معمولاً در کاربردهای صنعتی مانند تشخیص حضور اشیاء فلزی و اندازه گیری فاصله بین اشیاء مورد استفاده قرار می گیرند.

سوئیچ های نی مغناطیسی

سوئیچ های نی مغناطیسی بر اساس اصل جذب مغناطیسی و دافع است. آنها از دو نی فلزی تشکیل شده اند که در یک لوله شیشه ای مهر و موم شده و با یک شکاف کوچک از هم جدا می شوند. هنگامی که یک میدان مغناطیسی روی نی ها اعمال می شود ، آنها با یکدیگر در تماس هستند ، سوئیچ را می بندند و مدار را تکمیل می کنند. سوئیچ های نی مغناطیسی در طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده می شود ، مانند تشخیص باز و بسته شدن درها و پنجره ها ، اندازه گیری موقعیت اشیاء و نظارت بر سطح مایعات در مخازن.

سنسورهای Fluxgate

سنسورهای Fluxgate بر اساس اصل اندازه گیری شار مغناطیسی است. آنها از یک هسته مغناطیسی تشکیل شده اند که توسط یک سیم پیچ سیم احاطه شده است. هنگامی که یک میدان مغناطیسی روی هسته اعمال می شود ، شار مغناطیسی موجود در سیم پیچ تغییر می کند و این تغییر در شار برای تشخیص حضور و شدت میدان مغناطیسی اندازه گیری می شود. سنسورهای Fluxgate بسیار حساس هستند و می توانند میدان های مغناطیسی ضعیف را تشخیص دهند ، و آنها را برای کاربردهایی مانند اندازه گیری استحکام میدان های مغناطیسی و تشخیص حضور اشیاء فلزی مناسب می کند.

اثرات آهن ربا بر سنسورهای مغناطیسی

سنسورهای مغناطیسی برای تشخیص و اندازه گیری میدان های مغناطیسی طراحی شده اند ، اما می توانند از حضور آهنرباهای اطراف تحت تأثیر قرار گیرند. اثرات آهن ربا بر سنسورهای مغناطیسی را می توان به دو دسته طبقه بندی کرد: تداخل و اشباع.

تداخل

تداخل هنگامی رخ می دهد که یک آهنربای مجاور ویژگی های میدان مغناطیسی را که سنسور در تلاش برای اندازه گیری است ، تغییر می دهد. این می تواند منجر به خوانش نادرست و کاهش حساسیت شود. به عنوان مثال ، اگر یک سنسور مغناطیسی در نزدیکی یک آهنربای قوی قرار بگیرد ، سنسور ممکن است نتواند میدان های مغناطیسی ضعیف تر را به طور دقیق تشخیص دهد. تداخل همچنین می تواند باعث شود سنسور خوانش های کاذب تولید کند یا هشدارهای غیر ضروری را تحریک کند.

اشباع

اشباع زمانی اتفاق می افتد که میدان مغناطیسی از یک آهنربای مجاور آنقدر قوی باشد که توانایی سنسور را برای اندازه گیری دقیق آن برطرف کند. این می تواند منجر به خوانش های تحریف شده و کاهش دامنه پویا شود. به عنوان مثال ، اگر یک سنسور مغناطیسی در نزدیکی یک آهنربای بسیار قوی قرار بگیرد ، ممکن است سنسور نتواند تغییرات را در میدان مغناطیسی به طور دقیق تشخیص دهد. اشباع همچنین می تواند باعث شود سنسور پاسخگو نباشد یا خوانش هایی را تولید کند که متناسب با قدرت میدان مغناطیسی نباشد.

عوامل مؤثر بر عملکرد سنسورهای مغناطیسی

چندین عامل می توانند بر عملکرد سنسورهای مغناطیسی تأثیر بگذارند ، از جمله:

قدرت میدان مغناطیسی

قدرت میدان مغناطیسی یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر عملکرد سنسورهای مغناطیسی است. میدان های مغناطیسی قوی تر می توانند باعث تداخل یا اشباع شوند ، در حالی که ممکن است میدان های مغناطیسی ضعیف تر به طور دقیق تشخیص داده نشوند. حساسیت و دامنه سنسور نیز تحت تأثیر قدرت میدان مغناطیسی است.

فاصله

فاصله بین سنسور و آهنربا عامل مهم دیگری است. هرچه سنسور به آهنربا نزدیکتر باشد ، میدان مغناطیسی آن را تشخیص می دهد. با این حال ، نزدیک بودن به آهنربا نیز می تواند باعث تداخل یا اشباع شود.

جهت گیری

جهت گیری سنسور و آهنربا نیز می تواند بر عملکرد آنها تأثیر بگذارد. این سنسور هنگام تراز کردن با خطوط میدان مغناطیسی نسبت به تغییرات در میدان مغناطیسی حساس است. اگر سنسور به درستی تراز نشده باشد ، ممکن است میدان مغناطیسی را به طور دقیق تشخیص ندهد یا ممکن است خوانش های تحریف شده ایجاد کند.

درجه حرارت

دما همچنین می تواند بر عملکرد سنسورهای مغناطیسی تأثیر بگذارد. برخی از سنسورها نسبت به تغییرات دما حساس هستند و ممکن است خوانش های نادرست ایجاد کنند یا در صورت قرار گرفتن در معرض دمای شدید ، پاسخگو نباشند.

کاهش اثرات آهن ربا بر سنسورهای مغناطیسی

اقدامات مختلفی وجود دارد که می توان برای کاهش اثرات آهن ربا بر حسگرهای مغناطیسی انجام داد:

محافظ

محافظت از سنسور از میدان مغناطیسی می تواند تداخل و اشباع را کاهش دهد. این کار می تواند با استفاده از موادی مانند mu-metal یا ferrite انجام شود که دارای نفوذپذیری مغناطیسی بالایی هستند و می توانند میدان مغناطیسی را جذب یا هدایت کنند.

کالیبراسیون

کالیبراسیون سنسور می تواند به جبران تداخل و اشباع کمک کند. کالیبراسیون شامل تنظیم خروجی سنسور است تا اثرات آهنرباهای اطراف را به خود اختصاص دهد. این کار می تواند با استفاده از تنظیمات نرم افزار یا سخت افزار انجام شود.

محل قرارگیری

قرار دادن دقیق سنسور و آهنربا می تواند تداخل و اشباع را کاهش دهد. سنسور باید تا حد ممکن دور از آهنربا قرار گیرد و جهت گیری سنسور و آهنربا باید بهینه شود تا حداکثر حساسیت را تضمین کند.

انتخاب سنسور

انتخاب نوع مناسب سنسور همچنین می تواند اثرات آهن ربا را کاهش دهد. برخی از سنسورها نسبت به سایرین نسبت به تداخل و اشباع حساس تر هستند. انتخاب سنسور با دامنه دینامیکی بالاتر یا حساسیت پایین تر می تواند به کاهش اثرات آهنرباهای اطراف کمک کند.

پایان

سنسورهای مغناطیسی به طور گسترده ای در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند ، اما به دلیل اثرات احتمالی تداخل و اشباع ، نمی توانند در نزدیکی آهن ربا قرار بگیرند. تداخل هنگامی رخ می دهد که یک آهنربای مجاور ویژگی های میدان مغناطیسی را که سنسور در تلاش برای اندازه گیری است ، تغییر می دهد و منجر به خوانش های نادرست و کاهش حساسیت می شود. اشباع هنگامی اتفاق می افتد که میدان مغناطیسی از یک آهنربای مجاور آنقدر قوی باشد که توانایی سنسور در اندازه گیری دقیق آن را تحت الشعاع قرار می دهد و منجر به خوانش های تحریف شده و کاهش دامنه پویا می شود.

عوامل مختلفی می توانند بر عملکرد سنسورهای مغناطیسی ، از جمله استحکام میدان مغناطیسی ، فاصله ، جهت گیری و دما تأثیر بگذارند. قرار دادن دقیق سنسور و آهنربا ، محافظ ، کالیبراسیون و انتخاب سنسور می تواند به کاهش اثرات آهن ربا بر دقت و عملکرد سنسورهای مغناطیسی کمک کند.