Магнетни сензори су уређаји који могу открити присуство и интензитет магнетног поља. Широко се користе у разним апликацијама, као што су аутомобилска, индустријска, ваздухопловство и потрошачка електроника. Међутим, један од изазова коришћења магнетних сензора је тај што се не могу поставити у близини магнета, јер то може ометати њихов рад и тачност.
У овом чланку ћемо истражити зашто магнетни сензори не могу бити у близини магнети, различитих врста магнетних сензора и потенцијалним ефектима магнета на њихову функционалност. Такође ћемо разговарати о факторима који утичу на перформансе магнетних сензора и мера које се могу предузети за ублажавање ефеката магнета на њихову тачност.
Које су врсте магнетних сензора?
Магнетни сензори су уређаји који могу открити присуство и интензитет магнетног поља. Они се могу сврстати у неколико врста на основу њихових принципа рада и апликација.
Сензори за ефекат хале
Сензори са ходником заснивају се на ефекту хале, што је генерација напона окомита на смер тренутног протока у проводнику када је постављена у магнетно поље. Сензори са ефектом хале широко се користе у аутомобилској и индустријске апликације, као што су мерење положаја и брзине ротирајућих осовина, откривајући отварање и затварање врата и прозора и праћење нивоа течности у резервоарима.
Магнеторесистиве сензори
Магнеторесистиве сензори заснивају се на принципу магнеторесиста, што је промена електричног отпора материјала у присуству магнетног поља. Магнеторесистиве сензори су веома осетљиви и могу да открију слаба магнетна поља, чинећи их погодним за апликације као што су откривање присуства металних предмета и мерење снаге магнетних поља.
Индуктивни сензори
Индуктивни сензори заснивају се на принципу електромагнетске индукције, што је генерација електромоционалне силе у проводнику када је постављена у променљивој магнетном пољу. Индуктивни сензори се обично користе у индустријским апликацијама, као што су откривање присуства металних предмета и мерење удаљености између објеката.
Магнетни трске прекидачи
Прекидачи магнетних трка заснивају се на принципу магнетне атракције и одбојности. Састоје се од два метална трска која су запечаћена у стакленој цеви и одвојена су малим јазмом. Када се магнетно поље примењује на трске, они долазе у контакт једни са другима, затварају прекидач и довршавајући круг. Прекидачи магнетних трске користе се у широком распону апликација, као што су откривање отварања и затварања врата и прозора, мерење положаја објеката и надгледање нивоа течности у резервоарима.
ФлукГате сензори
ФлукГате сензори заснивају се на принципу мерења магнетног тока. Састоје се од магнетног језгра који је окружен завојном жицом. Када се магнетно поље наноси на језгро, магнетни ток у променама завојнице, а ова промена флукса се мери да би се открило присуство и интензитет магнетног поља. ФлукГате сензори су веома осетљиви и могу да открију слаба магнетна поља, чинећи их погодним за апликације као што су мерење снаге магнетних поља и откривање присуства металних предмета.
Ефекти магнета на магнетни сензори
Магнетни сензори дизајнирани су за откривање и мерење магнетних поља, али на њих може утицати присуство оближњих магнета. Ефекти магнета на магнетни сензори могу се сврстати у две категорије: уплитање и засићење.
Уплитање
Сметање се догађа када оближњи магнет мења карактеристике магнетног поља које сензор покушава мерити. То може довести до нетачних очитавања и смањене осетљивости. На пример, ако је магнетни сензор постављен у близини јаке магнета, сензор можда неће моћи тачно да открије слабије магнетна поља. Сметање такође може узроковати да сензор може да преноси лажне очитања или покреће аларма непотребно.
Засићење
Засићеност се догоди када је магнетно поље из оближњег магнета толико снажно да преплави способност сензора да га прецизно мери. То може довести до искривљених очитавања и смањеног динамичког распона. На пример, ако се магнетни сензор постави у близини веома јаке магнета, сензор можда неће моћи да прецизно открије промене у магнетном пољу. Засићење такође може узроковати да сензор не реагује или да произведе читања која нису пропорционална снази магнетног поља.
Фактори који утичу на перформансе магнетних сензора
Неколико фактора може утицати на перформансе магнетних сензора, укључујући:
Снага магнетног поља
Снага магнетног поља један је од најважнијих фактора који утичу на перформансе магнетних сензора. Јачи магнетна поља могу проузроковати сметње или засићење, док слабије магнетна поља не могу се прецизно открити. Осјетљивост и распон сензора утичу и јачина магнетног поља.
Растојање
Удаљеност између сензора и магнета је још један важан фактор. Што се сензор ближи магнету, јачим магнетном пољем ће открити. Међутим, бити преблизу магнету такође може изазвати сметње или засићеност.
Оријентација
Оријентација сензора и магнета такође могу утицати на њихове перформансе. Сензор је најосетљивији на промене у магнетном пољу када је усклађен са магнетним линијама. Ако сензор није правилно усклађен, можда не може тачно да открије магнетно поље или може произвести искривљене очитања.
Температура
Температура такође може утицати на перформансе магнетних сензора. Неки сензори су осетљиви на промене температуре и могу произвести нетачне очитања или не реагују ако су изложени екстремним температурама.
Ублажавање ефеката магнета на магнетни сензори
Постоји неколико мера које се могу предузети за ублажавање ефеката магнета на магнетни сензори:
Заштита
Заштитни сензор са магнетног поља може смањити сметње и засићеност. То се може учинити помоћу материјала као што су МУ-метал или феритни, који имају високу магнетну пропусност и може да апсорбује или преусмера магнетно поље.
Калибрација
Калибрација сензора може помоћи да надокнади сметње и засићеност. Калибрација укључује прилагођавање излаза сензора на рачун ефеката оближњих магнета. То се може учинити помоћу софтверских или хардверских подешавања.
Постављање
Пажљиво постављање сензора и магнета може смањити сметње и засићеност. Сензор треба да се постави што даље од магнета, а оријентација сензора и магнета треба оптимизовати да би се осигурала максимална осетљивост.
Селектор сензора
Одабир праве врсте сензора такође може смањити ефекте магнета. Неки сензори су осетљивији на сметње и засићеност него други. Одабир сензора са вишим динамичким распоном или нижим осетљивошћу може помоћи у ублажавању ефеката оближњих магнета.
Закључак
Магнетни сензори се широко користе у разним апликацијама, али не могу се поставити у близини магнета због потенцијалних ефеката сметњи и засићености. Сметање се догађа када оближњи магнет мења карактеристике магнетног поља да сензор покушава мерити, што доводи до нетачних очитавања и смањене осетљивости. Засићеност се догађа када је магнетно поље из оближњег магнета толико снажно да преплави способност сензора да га прецизно мери, што води до искривљених очитавања и смањени динамички распон.
Неколико фактора може утицати на перформансе магнетних сензора, укључујући снагу магнетног поља, удаљености, оријентације и температуре. Пажљиво постављање сензора и магнета, заштита, калибрација и сензорски избор може помоћи у ублажавању ефеката магнета на тачности и перформансе магнетних сензора.
