Sredstva in metode za merjenje magnetnih veličin
Včasih je za reševanje tehničnih problemov ali v raziskovalne namene potrebno izmeriti magnetne količine. Seveda je mogoče vrednost zahtevane magnetne veličine določiti tudi posredno z uporabo formul na podlagi znanih začetnih podatkov. Vendar pa je za pridobitev najbolj natančne vrednosti magnetnega pretoka F, magnetne indukcije B ali jakosti magnetnega polja H primernejša metoda neposrednega merjenja. Razmislimo o metodah neposrednega merjenja magnetnih veličin.
Načeloma lahko metoda merjenja magnetne vrednosti temelji na magnetno polje na tok ali na žico. Silo, ki jo povzroča magnetno polje, povežemo z električnim procesom, nato pa s pomočjo električne merilne naprave dobimo vrednost izmerjene količine v obliki, primerni za človekovo zaznavanje.
Obstajata dve glavni metodi merjenja magnetnih veličin: indukcijska in galvanomagnetna.
Prvi temelji na indukciji EMF, ko se spremeni magnetni tok, drugi pa na delovanju magnetnega polja na tok. Oglejmo si ti dve metodi ločeno.
Metoda elektromagnetne indukcije
Znano je, da ko zavoje tuljave L prečka magnetni pretok F (ko se spremeni magnetni tok, ki prodira v tokokrog), se v prevodniku tuljave inducira EMF (E), sorazmeren s hitrostjo spremembe magnetnega toka. pretok dF / dt, to je sorazmeren z njegovo vrednostjo F. Ta pojav opisuje formula:
V enakomernem magnetnem polju bo magnetni tok F neposredno sorazmeren z magnetno indukcijo B, koeficient sorazmernosti pa bo površina zanke S, ki jo prebijejo črte magnetne indukcije.
Nadalje — magnetna indukcija B se bo izkazalo za neposredno sorazmerno z jakostjo magnetnega polja H skozi magnetno konstanto μ0, če se pojav pojavi v vakuumu, ali ob upoštevanju magnetne prepustnosti medija - tudi prek relativne magnetne prepustnosti μ tega medija .
Torej, indukcijska metoda vam omogoča, da najdete vrednosti: magnetni pretok Ф, magnetna indukcija B in jakost magnetnega polja H. Naprave za merjenje magnetnega pretoka se imenujejo webmetri ali fluksmetri (iz flux - tok).
Webermeter je sestavljen iz indukcijske tuljave z znanimi parametri in DUT integratorja. Integrirna naprava je magnetoelektrični galvanometer.
Če tuljavo spletnega merilnika pripeljemo ali vzamemo iz prostora, kjer je magnetno polje, bo odklon merilnega mehanizma webmetra (točkovni odklon ali sprememba številk na zaslonu) sorazmeren z indukcija B tega magnetnega polja.Matematično odvisnost je enostavno opisati s formulo:
Galvanomagnetna metoda (Hall metoda)
Znano je, da Amperova sila deluje na žico po kateri teče tok, ki se nahaja v zunanjem magnetnem polju, in če pogledamo proces natančneje, potem Lorentzova sila deluje na nabite delce, ki se gibljejo v žici.
Torej, če prevodno ploščo postavimo v magnetno polje in skozi ploščo teče enosmerni ali izmenični električni tok, se na koncih plošče pojavi enosmerna ali izmenična potencialna razlika. Ta potencialna razlika Ex se imenuje Hall EMF.
Na podlagi znanih parametrov plošče je ob poznavanju Hallovega EMF mogoče določiti vrednost magnetne indukcije B. Naprava za merjenje magnetne indukcije se imenuje teslameter.
če Hallov senzor (Hall senzor) moči iz enega vira in nato uporabite kompenzacijsko potencialno razliko iz drugega vira, potem je mogoče določiti Hallovo emf z metodo kompenzatorja z uporabo primerjalnika.
Naprava je precej preprosta: kompenzacijska napetost, vzeta iz nastavljivega upora, se uporablja v protifazi s Hallovo emf in tako se določi vrednost Hallove emf. Ko se kompenzacijsko vezje in Hallov senzor napajata iz istega vira, je odpravljena napaka, ki lahko nastane zaradi nestabilnosti napetosti in frekvence generatorja.
Hallovi senzorji se pogosto uporabljajo kot senzorji položaja rotorja v elektromotorjih in drugih strojih, kjer je mogoče dobiti signal iz premikajočega se trajnega magneta ali iz magnetiziranega jedra transformatorja.Zlasti Hallov senzor v nekaterih aplikacijah deluje kot nekakšna alternativa merilnemu tokovnemu transformatorju.