Magnetski senzori su uređaji koji mogu otkriti prisutnost i intenzitet magnetskog polja. Široko se koriste u raznim aplikacijama, poput automobilske, industrijske, zrakoplovne i potrošačke elektronike. Međutim, jedan od izazova korištenja magnetskih senzora je taj što se oni ne mogu postaviti u blizini magneta, jer to može ometati njihovu izvedbu i točnost.
U ovom ćemo članku istražiti zašto magnetski senzori ne mogu biti u blizini magneta, različitih vrsta magnetskih senzora i potencijalnih učinaka magneta na njihovu funkcionalnost. Također ćemo raspravljati o čimbenicima koji utječu na performanse magnetskih senzora i mjerama koje se mogu poduzeti kako bi se ublažile učinke magneta na njihovu točnost.
Koje su vrste magnetskih senzora?
Magnetski senzori su uređaji koji mogu otkriti prisutnost i intenzitet magnetskog polja. Oni se mogu klasificirati u nekoliko vrsta na temelju njihovih načela rada i aplikacija.
Senzori efekta dvorane
Senzori efekta dvorane temelje se na efektu dvorane, što je stvaranje napona okomitog na smjer protoka struje u vodiču kada se postavi u magnetsko polje. Senzori Hall Effect -a naširoko se koriste u automobilskoj i industrijskoj primjeni, poput mjerenja položaja i brzine rotirajućih osovina, otkrivanja otvaranja i zatvaranja vrata i prozora te praćenja razine tekućine u spremnicima.
Magnetorezistični senzori
Magnetorezistični senzori temelje se na principu magnetorezistencije, što je promjena električnog otpora materijala u prisutnosti magnetskog polja. Magnetoreristički senzori su vrlo osjetljivi i mogu otkriti slaba magnetska polja, što ih čini prikladnim za primjene poput otkrivanja prisutnosti metalnih predmeta i mjerenja čvrstoće magnetskih polja.
Induktivni senzori
Induktivni senzori temelje se na principu elektromagnetske indukcije, što je stvaranje elektromotivne sile u vodiču kada se postavlja u magnetsko polje koje se mijenja. Induktivni senzori obično se koriste u industrijskim primjenama, poput otkrivanja prisutnosti metalnih objekata i mjerenja udaljenosti između objekata.
Magnetska trska prekidači
Prekidači magnetske trske temelje se na principu magnetske privlačnosti i odbijanja. Sastoje se od dvije metalne trske koje su zapečaćene u staklenoj cijevi i odvojene su malim jazom. Kad se magnetsko polje primijeni na trske, oni dolaze u kontakt, zatvaraju prekidač i dovršavaju krug. Prekidači magnetske trske koriste se u širokom rasponu aplikacija, poput otkrivanja otvaranja i zatvaranja vrata i prozora, mjerenja položaja objekata i praćenja razine tekućine u tenkovima.
Senzori fluxgate
Senzori fluxgata temelje se na principu mjerenja magnetskog toka. Sastoje se od magnetske jezgre koja je okružena žicom. Kad se magnetsko polje primijeni na jezgru, magnetski tok u zavojnici mijenja se, a ta promjena toka mjeri se kako bi se otkrila prisutnost i intenzitet magnetskog polja. Senzori fluxgata vrlo su osjetljivi i mogu otkriti slaba magnetska polja, što ih čini prikladnim za primjene poput mjerenja čvrstoće magnetskih polja i otkrivanja prisutnosti metalnih objekata.
Učinci magneta na magnetske senzore
Magnetski senzori dizajnirani su za otkrivanje i mjerenje magnetskih polja, ali na njih može utjecati prisutnost obližnjih magneta. Učinci magneta na magnetske senzore mogu se klasificirati u dvije kategorije: smetnje i zasićenost.
Miješanje
Smetnje se događa kada obližnji magnet mijenja karakteristike magnetskog polja koje senzor pokušava izmjeriti. To može dovesti do netočnih očitavanja i smanjene osjetljivosti. Na primjer, ako se magnetski senzor postavi u blizini jakih magneta, senzor možda neće moći točno otkriti slabija magnetska polja. Smetnje također može uzrokovati da senzor nepotrebno stvara lažna očitanja ili pokreće alarme.
Zasićenost
Zasićenost nastaje kada je magnetsko polje s obližnjeg magneta toliko jaka da nadvlada sposobnost senzora da je točno mjeri. To može dovesti do iskrivljenih očitanja i smanjenog dinamičkog raspona. Na primjer, ako se magnetski senzor postavi u blizini vrlo jakih magneta, senzor možda neće moći točno otkriti promjene u magnetskom polju. Zasićenost također može uzrokovati da senzor ne reagira ili proizvede očitanja koja nisu proporcionalna čvrstoći magnetskog polja.
Čimbenici koji utječu na performanse magnetskih senzora
Nekoliko čimbenika može utjecati na performanse magnetskih senzora, uključujući:
Snaga magnetskog polja
Snaga magnetskog polja jedan je od najvažnijih čimbenika koji utječu na performanse magnetskih senzora. Jača magnetska polja mogu uzrokovati smetnje ili zasićenost, dok se slabija magnetska polja ne mogu točno otkriti. Na osjetljivost i raspon senzora također utječe jačina magnetskog polja.
Udaljenost
Udaljenost između senzora i magneta još je jedan važan faktor. Što je senzor bliži magnetu, to će magnetsko polje otkriti jače. Međutim, preblizu magnetu također može uzrokovati smetnje ili zasićenost.
Orijentacija
Orijentacija senzora i magneta također može utjecati na njihove performanse. Senzor je najosjetljiviji na promjene u magnetskom polju kada je usklađen s linijama magnetskog polja. Ako senzor nije pravilno usklađen, možda neće točno otkriti magnetsko polje ili može proizvesti iskrivljena očitanja.
Temperatura
Temperatura također može utjecati na performanse magnetskih senzora. Neki su senzori osjetljivi na promjene temperature i mogu proizvesti netočna očitanja ili postati neodgovarajući ako su izloženi ekstremnim temperaturama.
Ublažavanje učinaka magneta na magnetske senzore
Postoji nekoliko mjera koje se mogu poduzeti za ublažavanje učinaka magneta na magnetske senzore:
Štititi
Zaštita senzora iz magnetskog polja može smanjiti smetnje i zasićenost. To se može učiniti pomoću materijala poput mu-metala ili ferita, koji imaju visoku magnetsku propusnost i mogu apsorbirati ili preusmjeriti magnetsko polje.
Kalibriranje
Kalibracija senzora može pomoći nadoknadi smetnji i zasićenja. Kalibracija uključuje podešavanje izlaza senzora kako bi se objasnili učinci obližnjih magneta. To se može učiniti pomoću softvera ili hardverskih prilagodbi.
Plasman
Pažljivo postavljanje senzora i magneta može smanjiti smetnje i zasićenost. Senzor treba postaviti što dalje od magneta, a orijentaciju senzora i magneta treba optimizirati kako bi se osigurala maksimalna osjetljivost.
Odabir senzora
Odabir prave vrste senzora također može smanjiti učinke magneta. Neki su senzori osjetljiviji na smetnje i zasićenost od drugih. Odabir senzora s većim dinamičkim rasponom ili nižom osjetljivošću može pomoći u ublažavanju učinaka obližnjih magneta.
Zaključak
Magnetski senzori široko se koriste u različitim primjenama, ali ne mogu se postaviti u blizini magneta zbog potencijalnih učinaka smetnji i zasićenja. Smetnje se događa kada obližnji magnet mijenja karakteristike magnetskog polja koje senzor pokušava izmjeriti, što dovodi do netočnih očitavanja i smanjene osjetljivosti. Zasićenost nastaje kada je magnetsko polje s obližnjeg magneta toliko jaka da nadvlada sposobnost senzora da je točno mjeri, što dovodi do iskrivljenih očitanja i smanjenog dinamičkog raspona.
Nekoliko čimbenika može utjecati na performanse magnetskih senzora, uključujući čvrstoću magnetskog polja, udaljenost, orijentaciju i temperaturu. Pažljivo postavljanje senzora i magneta, zaštita, kalibracija i odabir senzora mogu pomoći u ublažavanju učinaka magneta na točnost i performanse magnetskih senzora.
