Manyetik sensörler, bir manyetik alanın varlığını ve yoğunluğunu tespit edebilen cihazlardır. Otomotiv, endüstriyel, havacılık ve tüketici elektroniği gibi çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, manyetik sensörleri kullanmanın zorluklarından biri, performanslarına ve doğruluklarına müdahale edebileceği için mıknatısların yakınına yerleştirilemeyecekleridir.
Bu makalede, manyetik sensörlerin neden mıknatısların yakınında olamayacağını, farklı manyetik sensör türlerini ve mıknatısların işlevleri üzerindeki potansiyel etkilerini keşfedeceğiz. Ayrıca manyetik sensörlerin performansını etkileyen faktörleri ve mıknatısların doğrulukları üzerindeki etkilerini azaltmak için alınabilecek önlemleri tartışacağız.
Manyetik sensör türleri nelerdir?
Manyetik sensörler, bir manyetik alanın varlığını ve yoğunluğunu tespit edebilen cihazlardır. Operasyon ilkelerine ve uygulamalarına göre çeşitli türlerde sınıflandırılabilirler.
Salon efekt sensörleri
Salon etkisi sensörleri, manyetik bir alana yerleştirildiğinde bir iletken içindeki akım akışının yönüne dik bir voltaj oluşumu olan salon etkisine dayanır. Salon efekt sensörleri, dönen şaftların konumunu ve hızını ölçmek, kapıların ve pencerelerin açılmasını ve kapanmasını tespit etmek ve tanklardaki sıvıların seviyelerini izlemek gibi otomotiv ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Magnetoresist sensörler
Mıknatorezistif sensörler, manyetik bir alanın varlığında bir malzemenin elektriksel direncindeki değişiklik olan manyetoresistans prensibine dayanır. Mıknatoruorist sensörler oldukça hassastır ve zayıf manyetik alanları tespit edebilir, bu da onları metal nesnelerin varlığını tespit etme ve manyetik alanların gücünü ölçme gibi uygulamalar için uygun hale getirir.
Endüktif sensörler
Endüktif sensörler, değişen bir manyetik alana yerleştirildiğinde bir iletkende bir elektromotif kuvvetinin üretilmesi olan elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanmaktadır. Endüktif sensörler, metal nesnelerin varlığını tespit etmek ve nesneler arasındaki mesafeyi ölçmek gibi endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.
Manyetik sazlık anahtarları
Manyetik kamış anahtarları manyetik çekim ve itme prensibine dayanmaktadır. Bir cam tüple kapatılmış ve küçük bir boşlukla ayrılan iki metal sazlıktan oluşur. Sazlara manyetik bir alan uygulandığında, birbirleriyle temas ederler, anahtarı kapatır ve devreyi tamamlarlar. Manyetik kamış anahtarları, kapıların ve pencerelerin açılmasını ve kapatılmasını tespit etmek, nesnelerin konumunu ölçmek ve tanklardaki sıvıların seviyelerini izlemek gibi çok çeşitli uygulamalarda kullanılır.
Fluxgate sensörleri
Fluxgate sensörleri manyetik akı ölçümü prensibine dayanmaktadır. Bir tel bobini ile çevrili manyetik bir çekirdekten oluşurlar. Çekirdeğe bir manyetik alan uygulandığında, bobindeki manyetik akı değişir ve manyetik alanın varlığını ve yoğunluğunu tespit etmek için akıdaki bu değişiklik ölçülür. Fluxgate sensörleri oldukça hassastır ve zayıf manyetik alanları tespit edebilir, bu da onları manyetik alanların mukavemetini ölçme ve metal nesnelerin varlığını tespit etme gibi uygulamalara uygun hale getirir.
Mıknatısların manyetik sensörler üzerindeki etkileri
Manyetik sensörler manyetik alanları tespit etmek ve ölçmek için tasarlanmıştır, ancak yakındaki mıknatısların varlığından etkilenebilirler. Mıknatısların manyetik sensörler üzerindeki etkileri iki kategoriye ayrılabilir: parazit ve doygunluk.
Parazit yapmak
Girişim, yakındaki bir mıknatıs, sensörün ölçmeye çalıştığı manyetik alanın özelliklerini değiştirdiğinde meydana gelir. Bu, yanlış okumalara ve hassasiyetin azalmasına yol açabilir. Örneğin, güçlü bir mıknatısın yanına bir manyetik sensör yerleştirilirse, sensör daha zayıf manyetik alanları doğru bir şekilde tespit edemeyebilir. Girişim ayrıca sensörün yanlış okumalar üretmesine veya gereksiz yere alarmları tetiklemesine neden olabilir.
Doygunluk
Doygunluk, yakındaki bir mıknatıstan manyetik alan o kadar güçlü olduğunda gerçekleşir ki, sensörün onu doğru bir şekilde ölçme yeteneğini bunaltır. Bu, çarpık okumalara ve azalmış dinamik aralığa yol açabilir. Örneğin, bir manyetik sensör çok güçlü bir mıknatısın yanına yerleştirilirse, sensör manyetik alandaki değişiklikleri doğru bir şekilde tespit edemeyebilir. Doygunluk ayrıca sensörün tepkisiz hale gelmesine veya manyetik alanın mukavemeti ile orantılı olmayan okumalar üretmesine neden olabilir.
Manyetik sensörlerin performansını etkileyen faktörler
Aşağıdakiler dahil olmak üzere çeşitli faktörler manyetik sensörlerin performansını etkileyebilir:
Manyetik alan gücü
Manyetik alanın gücü, manyetik sensörlerin performansını etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Daha güçlü manyetik alanlar parazit veya doygunluğa neden olabilirken, daha zayıf manyetik alanlar doğru bir şekilde tespit edilemeyebilir. Sensörün duyarlılığı ve aralığı da manyetik alanın mukavemetinden etkilenir.
Mesafe
Sensör ve mıknatıs arasındaki mesafe bir başka önemli faktördür. Sensör mıknatısa ne kadar yakınsa, manyetik alan o kadar güçlü olur. Bununla birlikte, mıknatısa çok yakın olmak da parazit veya doygunluğa neden olabilir.
Oryantasyon
Sensörün ve mıknatısın yönü de performanslarını etkileyebilir. Sensör, manyetik alan çizgileri ile hizalandığında manyetik alandaki değişikliklere karşı en duyarlıdır. Sensör düzgün bir şekilde hizalanmazsa, manyetik alanı doğru bir şekilde algılamayabilir veya çarpık okumalar üretebilir.
Sıcaklık
Sıcaklık, manyetik sensörlerin performansını da etkileyebilir. Bazı sensörler sıcaklıktaki değişikliklere duyarlıdır ve yanlış okumalar üretebilir veya aşırı sıcaklıklara maruz kalırsa tepkisiz hale gelebilir.
Mıknatısların manyetik sensörler üzerindeki etkilerini azaltma
Mıknatısların manyetik sensörler üzerindeki etkilerini azaltmak için alınabilecek birkaç önlem vardır:
Kalıplama
Sensörü manyetik alandan korumak parazit ve doygunluğu azaltabilir. Bu, yüksek manyetik geçirgenliğe sahip ve manyetik alanı emebilen veya yönlendirebilen Mu-metal veya ferrit gibi malzemeler kullanılarak yapılabilir.
Kalibrasyon
Sensörün kalibre edilmesi, parazit ve doygunluğu telafi etmeye yardımcı olabilir. Kalibrasyon, yakındaki mıknatısların etkilerini hesaba katmak için sensörün çıkışının ayarlanmasını içerir. Bu, yazılım veya donanım ayarlamaları kullanılarak yapılabilir.
Atama
Sensörün ve mıknatısın dikkatli bir şekilde yerleştirilmesi parazit ve doygunluğu azaltabilir. Sensör mıknatıstan mümkün olduğunca uzağa yerleştirilmeli ve sensörün ve mıknatısın yönü maksimum hassasiyet sağlamak için optimize edilmelidir.
Sensör seçimi
Doğru sensörün seçilmesi de mıknatısların etkilerini azaltabilir. Bazı sensörler parazit ve doygunluğa karşı diğerlerinden daha duyarlıdır. Daha yüksek dinamik aralığa veya daha düşük hassasiyete sahip bir sensör seçmek, yakındaki mıknatısların etkilerinin azaltılmasına yardımcı olabilir.
Çözüm
Manyetik sensörler çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılır, ancak parazit ve doygunluğun potansiyel etkileri nedeniyle mıknatıslara yakın yerleştirilemezler. Girişim, yakındaki bir mıknatıs, sensörün ölçmeye çalıştığı manyetik alanın özelliklerini değiştirdiğinde meydana gelir, bu da yanlış okumalara ve daha az duyarlılığa yol açar. Doygunluk, yakındaki bir mıknatıstan manyetik alan o kadar güçlü olduğunda gerçekleşir ki, sensörün onu doğru bir şekilde ölçme yeteneğini bunaltır, çarpık okumalara ve azalmış dinamik aralığa yol açar.
Manyetik alanın mukavemeti, mesafe, oryantasyon ve sıcaklık dahil olmak üzere manyetik sensörlerin performansını etkileyebilir. Sensörün ve mıknatısın dikkatli bir şekilde yerleştirilmesi, korunma, kalibrasyon ve sensör seçimi, mıknatısların manyetik sensörlerin doğruluğu ve performansı üzerindeki etkilerinin azaltılmasına yardımcı olabilir.
