Датчики магнітного поля - студопедія

Серед датчиків магнітного поля розрізняють датчики трьох типів, що використовують різні фізичні ефекти, а саме: магніторезистивні датчики, датчики Холла і датчики Виганда.

У загальному випадку датчики магнітного поля отли-зустрічаються простотою пристрою і пов'язаної з цим на-надійністю. Завдяки таким властивостям вони особливо придатні для застосування в автомобілях і в побутовій техніці. Важливими і цікавими застосуваннями маг-нітних датчиків є, наприклад, вимірювання по-розкладання, швидкості обертання, тиску і лінійної швидкості.

Магніторезистивні датчики. Деякі феромагнітні матеріали, наприклад пермаллой (80% Ni і 20% Fe), змінюють своє електричний опір при впливі магнітного поля. Ступінь цієї зміни залежить від величини напруженості магнітного поля і кута між вектором напруженості і напрямком струму. З по-міццю сучасної тонкопленочной технології можна виготовити невеликі і дуже дешеві магніторезистивні датчики.

Вони складаються з резистивного елемента в формі меандру (рисунок 4.12) опором від 30 Ом до 1 кОм. Оскільки отримувати сигнал за допомогою таких датчиків найбільш доцільно в мостовій схемі, в датчику розташовують дві меандровий структури (H / В) різної орієнтації. На малюнок 4.12, б продемонстрована можливість застосування такого датчика для вимірювання швидкості

Малюнок 4.12 - Чутливий елемент магниторезистивного датчика (а), пристрій для вимірювання швидкості обертання або числа обертів датчиком з магніторезистивним елементом (б), вимірювальна схема (в) і форма сигналу на виході (г)

Датчики Холла. Датчики магнітного поля, що використовують ефект Холла, відносяться до активних датчикам, так як вони самі виробляють вимірювальне напруга, свя-занное з магнітним полем. На малюнок 4.13 схематі-но показані пристрій і принцип дії датчика Холла.

Під дією струму 1 і магнітної індукції В, вектори яких взаємно перпендикулярні, на обкладинках датчика виникає вимірювальне напруга Uh. Величина цієї напруги залежить від геометрії (довжини l і товщини d) датчика, струму I. коефіцієнта Холла Rh і магнітної індукції В. Матеріалом для виготовлення датчика Холла найчастіше служать кремній, арсенід індію (InAs) і антимонід індію (InSb).

Малюнок 4.13 - Принцип дії холловського чутливого еле-мента (а), пристрій датчика переміщення з холлівських чутливим елементом (б) і зміна сигналу в залежності від переміщення (в)