75417

Безконтактний магніточутливий давач

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Давач що виявляє зміну напруженості постійного магнітного поля має напівпровідниковий комутуючий елемент і що не містить рухомих частин в чутливому елементі рис. Спрацювання давача відбувається при зміні напруженості магнітного поля викликаного наприклад переміщенням постійного магніту розташованого на рухомої частини механізму. Крім того магніточутливих давачи можуть відрізнятися по реакції на зміну магнітного поля: При збільшенні напруженості зовнішнього магнітного поля наприклад при наближенні постійного магніту...

Украинкский

2015-01-12

262 KB

1 чел.

ЛЕКЦІЯ 14

Безконтактний магніточутливий давач.

Давач, що виявляє зміну напруженості постійного магнітного поля, має напівпровідниковий комутуючий елемент і що не містить рухомих частин в чутливому елементі (рис.14.1.).

Магніточутливі давачі – призначені для контролю положення об'єктів, підрахунку частоти обертання (перетворення не електронної величини в електричну). Спрацювання давача відбувається при зміні напруженості магнітного поля, викликаного, наприклад, переміщенням постійного магніту, розташованого на рухомої частини механізму. Магніточутливих давачів за принципом дії можна розділити на дві групи:

  1.  Контактні (герконові, MEMS-перемикачі);
  2.  Безконтактні (на ефекті Холла, індукційні, магніторезистивні та ін.)

Рис.14.1.Безконтактний магніточутливий давач.

Крім того магніточутливих давачи можуть відрізнятися по реакції на зміну магнітного поля:

  •  При збільшенні напруженості зовнішнього магнітного поля (наприклад, при наближенні постійного магніту), відбувається перемикання контактів геркона або зміна стану ключа вимикача. Подальше збільшення напруженості магнітного поля не впливає на стан вимикача. При зменшенні напруженості магнітного поля відбувається зворотний процес, і вимикач повертається в початковий стан. 
  •  При вході в чутливу зону вимикача керуючого об'єкта з феромагнітного матеріалу, зменшується напруженість магнітного поля вбудованого в вимикач магніту, відбувається перемикання контактів геркона або зміна стану ключа вимикача. Подальше зменшення напруженості магнітного поля не впливає на стан вимикача. 

При виході керуючого об'єкта з чутливої зони, напруженість магнітного поля зростає і відбувається зворотний процес - вимикач повертається в початковий стан.

Магніточутливі давачі положення на основі механічних контактів влаштовані таким чином: Геркон реагує на зміни напруженості постійного магнітного поля і виробляє комутацію електричного струму. Схема індикації забезпечує роботу індикатора при спрацьовуванні геркона. Світлодіодний індикатор показує стан давача, забезпечує контроль працездатності,оперативність настройки (рис.14.2.)

 

Переваги магніточутливих давачів положення з герконом: 

  •  простота; 
  •  можливість роботи при змінному та постійному напруженні до 300 В;
  •  низьке (близьке до нуля) падіння напруги. 

Переваги герконових  магніточутливих безконтактних вимикачів:

  •  простота конструкції; можливість роботи при змінній та постійній напрузі 
  •  від 0,05 до 250 В (до 5000 В для спец виконання); 
  •  низький опір контактів (не більше 0,15 Ом у сучасних приладів);
  •  незалежність характеристик від температури (температурний діапазон від-60oС до +155oС для спец виконання).

До недоліків можна віднести відносно невисока (до 107) кількість робочих циклів і невисока (до 400 Гц) частота комутації.

Принцип роботи магніточутливого давача положення на ефекті Холла заснований на зміні характеристик чутливого елемента при впливі зовнішнього магнітного поля:

  1.  Чутливий елемент на ефекті Холла сприймає зміна магнітного поля.
  2.  Тригер забезпечує необхідну крутизну фронту сигналу перемикання і значення гістерезису.
  3.  Підсилювач збільшує вихідний сигнал до необхідного значення.
  4.  Світлодіодний індикатор показує стан давача, забезпечує контроль працездатності, оперативність настройки.

Рис.14.3. Магніточутливий давач положення на ефекті Холла

  1.  Компаунд забезпечує необхідний ступінь захисту від проникнення твердих частинок і води.
  2.  Корпус забезпечує монтаж давача, захищає від механічних впливів.

При збільшенні напруженості зовнішнього магнітного поля до деякого значення, відбувається спрацьовування тригера і зміна комутаційного стану давача. Подальше збільшення напруженості магнітного поля не впливає на стан давача (рис 14.3.)

При зменшенні напруженості магнітного поля відбувається зворотний процес і давач повертається в початковий стан.

 

Рис.8.4

ис.4

При вході в чутливу зону (рис.14.4.) керуючого об'єкта з феромагнітного матеріалу, зменшується напруженість зовнішнього магнітного поля до деякого значення, відбувається спрацьовування тригера і зміна комутаційного стану давача. Подальше зменшення напруженості магнітного поля не впливає на стан давача.

При виході керуючого об'єкта з чутливої зони, напруженість магнітного поля, зростає і відбувається зворотний процес - давач  повертається в початковий стан.

Переваги магніточутливих давачів положення на ефекті Холла:

  •  більший ресурс спрацьовування через відсутність механічних контактів;
  •  велика частота комутації.

Переваги магніточутливих безконтактних вимикачів на ефекті Холла:

  •  практично необмежений ресурс через відсутність механічних контактів.
  •  велика частота комутації (до 20 кГц і більше).
  •  Застосування магніточутливих давачів дає можливість автоматизувати безліч складних технічних процесів.

Магніточутливих давачи можуть бути застосовані:

  •  в умовах крайньої півночі;
  •  на металургійному та хімічному виробництвах.
  •  в холодильних установках, на рухомому складі, в снігоприбиральних машинах,бульдозерів, автокранів і т.д.

Принцип дії давача підрахунку обертів побудований на ефекті Холла. Давач виробляє електричні імпульси з частотою (наприклад зубчастого колеса КПП транспортного засобу)  Давачі такого можуть працювати з високою частотою, широким температурним діапазоном.

Швидкодіючі магніточутливі давачи, що функціонують на ефекті Холла. Даний тип давачів не схильний до механічного зносу завдяки наявності електронного вихідного ключа. Ресурс магніточутливих давачів, що працюють на ефекті Холла, практичних не обмежений. У зв'язку з чим, застосування даного типу давачів - це вигідне і практичне рішення таких завдань, як фіксація положення швидко переміщаються об'єктів і механізмів, вимірювання кількості обертів вала і т.д.

Поплавкові давачи рівня широко застосовуються для виміру рівня рідин. Поплавкові давачи це оптимальний варіант давачів рівня через простоту конструкції і невисокої ціни.

Приклади застосування магніточутливих безконтактних вимикачів.

Давач MH BC2A-31P-LZS4

Підрахунок частоти обертання і визначення кутовий позиції патрона за допомогою давача.

Давач MS FE0P61
Визначення положення патрона у верстатах c допомогою давача


Магніточутливих давач MS BO41A6
Визначення позиції піддону c допомогою магніточутливого давача

Герконовий давач MSUN1P

Ідентифікація контейнерів і піддонів c допомогою герконового давача

Питання для контролю і засвоєння:

  1.  Призначення магніточутливих безконтактних давачів та причини його спрацювання?
  2.  На які групи можна поділити магніточутливі давачі?
  3.  Як відрізняються давачі по реакції на зміну магнітного поля?
  4.  Переваги магніточутливих давачів положення з герконом?
  5.  Недоліки магніточутливих давачів положення з герконом?
  6.  Принцип роботи магніточутливого давача положення на ефекті Холла?
  7.  Переваги магніточутливих давачів положення на ефекті Холла?
  8.  Переваги магніточутливих безконтактних вимикачів на ефекті Холла?
  9.  Принцип дії давача підрахунку обертів.
  10.  Приклади застосування магніточутливих безконтактних вимикачів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78988. Социологический дискурс научного знания. Институциональные формы научной деятельности: история и перспективы развития 80 KB
  В конгломерате объединенном общим наименованием социология сосуществуют наука и идеология логика и риторика высокая абстракция и житейский опыт. Одни социологии основаны на умении убеждать и агитировать другие стремятся доказывать свои истины третьи ставят единственной целью сбор и обобщение данных. Джонатан Тернер вероятно высказался слишком безоговорочно когда предположил что социологическая теория представляет собой словесный...
78989. Научное сообщество, его типология и историческая эволюция. Научная школа как информациогенная среда. Особенности научного сообщества в постиндустриальную эпоху 49.5 KB
  Исторические типы научных сообществ: Философские школы школа Эпикура – Сад школа Аристотеля – Лицей школа Платона – Академия Стоики Александрийская школа – сосредоточены все виды наук; богословские школы монастырские школы; республика ученых начало XVII века научные сообщества эпохи дисциплинарно – организационной науки XVIII – XIX в.; междисциплинарные сообщества деятелей науки XX век; научные школы сообщества единомышленников в решении одних и тех же проблем; научные направления; научные коллективы...
78990. Культурологический дискурс науки. Гуманитарные аспекты развития научного знания. Научная рациональность и проблема диалога культур 39 KB
  Научная рациональность и проблема диалога культур Наука является одной из определяющих особенностей современной культуры и возможно самым динамичным ее компонентом. Научная рациональность один из типов рациональности как таковой. Рациональность от лат. Научная рациональность абсолютизирует роль логикометодологических процедур в познании отделяет познавательные акты от ценностных ориентаций сознания и в целом любых проявлений человеческой неразумности иррациональности.
78991. Этические аспекты научной деятельности. Понятие научного этоса и проблема его современного расширения 28.5 KB
  Этика науки изучает нравственные основы научной деятельности совокупность ценностных принципов принятых в научном сообществе и концентрирует в себе социальный и гуманистический аспекты науки. Этические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. На страже этических принципов стоит институт ссылок как академическая составляющая науки. Этос науки – правило деятельности ученого отвечает следующим требованиям: 1 универсализм неличностный характер научного знания его объективность деятельность в области...
78992. Аксиологические проблемы научной деятельности. Научные ценности в их соотношении с социальными. Проблема идеологизированной науки 35.5 KB
  Проблема идеологизированной науки. Оно должно исключать ценностные аспекты характерно для классической и неклассической науки. Весь XX век в философии науки шла дискуссия о роли ценностей в науке: являются ли они необходимой движущей силой для развития науки или условием успешной деятельности ученых служит их освобождение от всех возможных ценностных ориентиров Возможно ли полностью исключить из суждений о фактах ценностные предпочтения и познать объект как таковой сам по себе Необходимо ли и возможно ли противопоставление фактичности...
78993. Эстетические аспекты научной деятельности, их функция и роль в формировании идеала науки. Наука и искусство в их соотношении 19.76 KB
  Наука и искусство в их соотношении. В современной философской литературе понятия эстетики отнесены главным образом к искусству – эстетическое содержание научного творчества и других видов человеческой деятельности не связанных с искусством практически не рассматривается. В 1931 голу была опубликована книга моего отца – драматурга и искусствоведа В. Наука сближается с искусством то есть с эстетикой и высшее эстетическое значение имеет простая и ясная картина мира.
78994. Космологический дискурс научного знания. Наука как часть ноосферы. Проблемы современной экологической этики 23.12 KB
  Понятие экологической этики Подъем этики окружающей среды был в первый День Земли в 1970 году когда сторонники защиты окружающей среды вынудили философов которые работали в области окружающей среды сгруппироваться чтобы сделать некоторые замечания об этике окружающей среды. Дискуссия началась в 1974 когда австралиец именуемый John Pssmore опубликовал книгу пол названием Ответственность человека за природу: экологические проблемы и западные традиции в которой он аргументировал точку зрения что сохранение окружающей среды и ее...
78995. Наука в контексте традиционалистского и техногенного цивилизационного развития. Футурологические аспекты научного знания 16.91 KB
  Понятие цивилизации впервые возникло в 18 веке во Франции для обозначения общества в котором господствует свобода равенство и братство. Традиционные цивилизации. Техногенные цивилизации. Особенности техногенной цивилизации: Ориентация на совершенствование техники производства.
78996. Научное знание в контексте глобальных проблем. Особенности развития науки в глобализующемся мире. Роль науки в преодолении современного кризиса 14.1 KB
  К глобальным проблемам современности относят экологические демографические проблемы войны и мира проблемы кризиса культуры проблемы терроризма. Это включает в себя медикобиологические проблемы указывающие риски для здоровья современного человека сокращение ареалов нищеты и бедности комплекс минеральносырьевых проблем проблемы энергетического кризиса проблемы прекращения гонки вооружения и предотвращения использования средств массового уничтожения. Глобальные экологические проблемы требуют от ученых и предпринимателей повышения...