Obraz
5

16

Rysunek 7

1    - cewka wielokomorowa

2    - rdzeń ferrytowy

3    - kształtka z tworzywa sztucznego z prowadzeniem kulisowym (jarzmowym)

4    - oś odchylająca z trzpieniem prowadzącym 5 L(s) - indukcyjność przy wielkości mierzonej s

ip - kąt mierzony

Czujniki położenia (drogi i kąta) Zasady pomiaru

Rysunek 8

a - obwód

b - przebieg napięcia Halla U_H

c - wzrost rezystancji R płytki (efekt Gaussa)

B - indukcja

magnetyczna

/ - prąd przewodzony

w płytce

/_H - prąd Halla

/_v - prąd zasilający

U_R - napięcie

wzdłużne

a - odchylenie

strumienia

elektronów w polu

magnetycznym

Czujniki z cewką o ruchomym rdzeniu

Czujniki te (rys. 7) działają na zasadzie zmiany indukcyjności cewki wywołanej ruchem rdzenia. Rdzeń może być wykonany jako masywny w postaci jednolitego żelaznego drutu lub sprasowanych blaszek żelaznych albo jako ferrytowy i wymaga precyzyjnego (szlifowanego)prowadzenia. Specjalny układ wstępnej obróbki sygnału może znacznie zmniejszyć naturalną nieliniowość takiego czujnika. Wymiar konstrukcyjny często znacznie przewyższa mierzoną wartość przemieszczenia. Uzwojenie nawinięte w nierówno stopniowanych komorach cewki zapobiega tej wadzie.

Zasadę pomiaru można korzystnie rozszerzyć, stosując drugą cewkę z ruchomym rdzeniem, dzięki czemu czujnik ma lepszą liniowość i stabilność punktu zerowego. Przebieg zmian prądu w obu cewkach jest przeciwny, jednak nie wprost, lecz cewka pierwotna, umieszczona symetrycznie będzie zasilała ze sprzężeniem magnetycznym (zasada transformatora różnicowego), w celu wyeliminowania szkodliwego wpływu rezystancji miedzi w cewkach.

Ta zasada pomiaru jest mało przydatna do pomiarów kąta, gdyż kąt wychylenia musi być najpierw mechanicznie zamieniony na przemieszczenie liniowe (np. poprzez prowadnicę jarzmową), co powoduje powstanie dodatkowego błędu.

Pizykłady czujników z cewką o ruchomym rdzeniu

•    czujnik położenia pedału przyspieszenia,

•    określenie położenia zaworu proporcjonalnego.

Czujniki magnetostatyczne

Czujniki te mierzą natężenie jednorodnego pola magnetycznego. W przeciwieństwie do magnetycznych czujników indukcyjnych (cewkowych) charakteryzują się one znacznie większą miniaturyzacją i niskimi cenami osiąganymi dzięki zastosowaniu techniki mikroukładowej.

Stosuje się przede wszystkim czujniki wykorzystujące efekty galwanomagnetyczne (efekty Halla i Gaussa rys. 8) oraz anizotropowe magnetorezystancyjne (AMR) z metalicznych elementów cienkowarstwowych.

Czujniki galwanomagnetyczne

Efekt Halla jest osiągany przede wszystkim za pomocą cienkich płytek półprzewodnikowych.

Gdy taką przewodzącą prąd I płytkę przenika prostopadła do niej indukcja magnetyczna B, wówczas generuje poprzecznie do kierunku prądu napięcie U_H (efekt Halla) proporcjonalne do natężenia pola, podczas gdy równocześnie rezystancja płytki zwiększa się według w przybliżeniu paraboliczne; charakterystyki (efekt Gaussa). Przy zastosowaniu krzemu jako podstawowego materiału, można na płytce zintegrować układ

Efekty galwanomagnetyczne