Magnētisko lielumu mērīšanas līdzekļi un metodes

Dažreiz, lai atrisinātu tehniskas problēmas vai pētniecības nolūkos, ir nepieciešams izmērīt magnētiskos lielumus. Protams, vajadzīgā magnētiskā daudzuma vērtību var noteikt arī netieši, izmantojot formulas, kuru pamatā ir zināmi sākotnējie dati. Tomēr, lai iegūtu visprecīzāko magnētiskās plūsmas F, magnētiskās indukcijas B vai magnētiskā lauka stipruma H vērtību, piemērotāka ir tiešā mērīšanas metode. Apskatīsim magnētisko lielumu tiešās mērīšanas metodes.

Principā magnētiskās vērtības mērīšanas metodi var balstīt uz magnētiskais lauks uz strāvu vai vadu. Magnētiskā lauka radītais spēks tiek savienots ar elektrisko procesu, un pēc tam ar elektriskās mērierīces palīdzību tiek iegūta izmērītā daudzuma vērtība cilvēka uztverei ērtā formā.

Magnētisko lielumu mērīšanai ir divas galvenās metodes: indukcija un galvanomagnētiskā.

Pirmais ir balstīts uz EML indukciju, mainoties magnētiskajai plūsmai, otrais - uz magnētiskā lauka iedarbību uz strāvu. Apskatīsim šīs divas metodes atsevišķi.

Elektromagnētiskās indukcijas metode

Ir zināms, ka tad, kad spoles L pagriezienus šķērso magnētiskā plūsma F (kad mainās ķēdē iekļūstošā magnētiskā plūsma), spoles vadītājā tiek inducēts EMF (E), kas ir proporcionāls magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam. plūsma dF / dt, tas ir, proporcionāla tās vērtībai F. Šo parādību apraksta ar formulu:

Vienmērīgā magnētiskajā laukā magnētiskā plūsma F būs tieši proporcionāla magnētiskajai indukcijai B, un proporcionalitātes koeficients būs cilpas S laukums, ko caurdur magnētiskās indukcijas līnijas.

Tālāk - magnētiskā indukcija B izrādīsies tieši proporcionāls magnētiskā lauka H stiprumam caur magnētisko konstanti μ0, ja parādība notiek vakuumā, vai, ņemot vērā vides magnētisko caurlaidību, arī caur šīs vides relatīvo magnētisko caurlaidību μ .

Tātad, indukcijas metode ļauj atrast vērtības: magnētiskā plūsma Ф, magnētiskā indukcija B un magnētiskā lauka stiprums H. Ierīces magnētiskās plūsmas mērīšanai sauc par tīmekļa mērītājiem vai fluxmeters (no plūsma — plūsma).

Vēbermetrs sastāv no indukcijas spoles ar zināmiem parametriem un DUT integratora. Integrējošā ierīce ir magnetoelektriskais galvanometrs.

Ja tīkla mērītāja spoli ieved vai izņem no vietas, kur ir magnētiskais lauks, tad tīkla mērītāja mērmehānisma novirze (punkta novirze vai skaitļu maiņa displejā) būs proporcionāla šī magnētiskā lauka indukcija B.Matemātisko atkarību var viegli aprakstīt ar formulu:

Galvanomagnētiskā metode (Hall metode)

Ir labi zināms, ka Ampera spēks iedarbojas uz strāvu nesošu vadu, kas atrodas ārējā magnētiskajā laukā, un, ja mēs skatāmies uz procesu tuvāk, tad Lorenca spēks iedarbojas uz lādētām daļiņām, kas pārvietojas vadā.

Tātad, ja vadoša plāksne ir novietota magnētiskajā laukā un tieša vai mainīga elektriskā strāva iet caur plāksni, tad plāksnes galos parādīsies tieša vai mainīga potenciāla atšķirība. Šo potenciālo starpību Ex sauc par Hall EMF.

Pamatojoties uz zināmajiem plāksnes parametriem, zinot Hall EMF, ir iespējams noteikt magnētiskās indukcijas vērtību B. Ierīci, kas paredzēta magnētiskās indukcijas mērīšanai, sauc par teslametru.

Ja Zāles sensors (zāles sensors) jaudu no viena avota un pēc tam piemērot kompensējošu potenciālu starpību no otra avota, tad ir iespējams noteikt Hall emf ar kompensatora metodi, izmantojot komparatoru.

Ierīce ir pavisam vienkārša: no regulējamā rezistora ņemtais kompensējošais spriegums tiek pielikts pretfāzē ar Hall emf un tādējādi tiek noteikta Hall emf vērtība. Ja kompensācijas ķēde un Hall sensors tiek baroti no viena avota, tiek novērsta kļūda, kas var rasties no ģeneratora sprieguma un frekvences nestabilitātes.

Holas sensorus plaši izmanto kā rotora pozīcijas sensorus elektromotoros un citās iekārtās, kur signālu var iegūt no kustīga pastāvīgā magnēta vai no magnetizēta transformatora serdeņa.Jo īpaši Hall sensors dažās lietojumprogrammās darbojas kā sava veida alternatīva mērīšanas strāvas transformatoram.