Obraz0

Czujniki położenia (drogi i kąta) Zasady pomiaru

stancji od indukcji magnetycznej B do ok.

0,3 T jest funkcją kwadratową, a powyżej tej wartości rośnie liniowo.

Zakres wysterowania jest powyżej nieograniczony - w zastosowaniach technicznych bezwładność jest praktycznie pomijalna.

W celu uzyskania dobrej czułości pomiarowej, płytki powinny pracować w zakresie od 0,1 do 0,3 T Wymagane napięcie wstępne dostarcza mały magnes trwały, którego działanie za pomocą małej płytki magnetycznej można jeszcze wzmocnić. Bez tego dodatkowego magnesu czułość pomiarowa czujnika praktycznie byłaby równa zeru.

W celu pomiaru zarówno długości jak i kąta, nad płytką czujnika porusza się mały magnetycznie miękki element, który w symetrycznym położeniu pośrednim wystero-wuje jednakowo oba rezystory czujnika, lecz w skrajnych położeniach rozstraja on dzielnik napięcia, co prowadzi do powstania napięć wyjściowych o dużej czułości pomiarowej i liniowości. Z powodu występujących dużych zmian temperatury elementy płytkowe są stosowane prawie wyłącznie w przyrostowych miernikach kąta i długości lub binarnych czujnikach wartości granicznych. Zaletą elementów płytkowych jest wysoki poziom sygnału, zazwyczaj bez dodatkowego wzmocnienia osiągający do 1 V, wskutek czego elektronika sygnałowa i ochrona przeciwzakłóceniowa w miejscu pomiaru nie są niezbędne. Ponadto jako bierne, rezystan-cyjne elementy struktury są niewrażliwe na zakłócenia elektromagnetyczne, a dzięki wysokiemu napięciu początkowemu także prawie zupełnie odporne na obce zakłócające pola magnetyczne (przykłady zastosowań - patrz rozdział pt. Czujniki prędkości obrotowej i prędkości jazdy).

Magnetorezystancyjne żelazoniklowe czujniki cienkowarstwowe (AMR)

Magnetorezystancyjne cienkowarstwowe czujniki NiFe (AMR - Aniostrop Magneto Resistive, o grubości warstwy NiFe 30...50 nm, zbudowane ze stopu znanego także pod nazwą permaloj) umożliwiają bardzo zwartą, bezstykową i bezdotykową budowę czujników kąta. Rezystancja ścieżki półprzewodnikowej ma własności anizotropowe, tzn. jest ona w kierunku wektora namagnesowania kilka procent wyższa niż w kierunku prostopadłym do tego wektora.

Bez zewnętrznego pola sterującego powstaje samorzutnie magnetyzm szczątkowy wzdłuż ścieżki półprzewodnikowej (anizotropia kształtu). Aby uzyskać jednoznaczny kierunek (mógłby on teoretycznie powstać także w kierunku przeciwnym) czujniki AMR są często wyposażone w słaby magnes, eliminujący błąd systematyczny.

Gdy wektor namagnesowania obraca się o kąt (p pod działaniem zewnętrznego pola,

Rysunek 16

1 - rezystory płytkowe R, i R₂

2 - podłoże magnetycznie miękkie

3 - magnes stały

4 - koło zębate U₀ - napięcie zasilające

U_A {ę)~ sygnał wyjściowy przy kącie obrotu (p

Rysunek 17

a - zdjęcie

mikroskopowe

(wycinek)

b - na podłożu

ferrytowym

z materiałem

superświatłoczułym