Датчик Виганда

Работа датчика базируется на эффекте Виганда, который проявляется в следующем. При внесении ферромагнитной проволоки в магнитное поле, в ней происходит самопроизвольное изменение магнитной поляризации. Это явление наблюдается при выполнении двух условий:

• первое – проволока должна иметь специальный химический состав и двухслойную структуру (рисунок 1.1.3);

• второе – напряженность магнитного поля должна быть выше определенного порогового значения – порога зажигания.

Рисунок 1.1.3. Структура проволоки Виганда

Момент изменения поляризации проволоки можно наблюдать с помощью катушки индуктивности, расположенной рядом с проволокой. Индукционный импульс напряжения на ее выводах при этом достигает нескольких вольт. При изменении направления магнитного поля полярность индуктируемых импульсов изменяется. В настоящее время эффект объясняют различной скоростью переориентации элементарных магнитов в магнитомягкой сердцевине и магнитотвердой оболочке проволоки.

Конструкция датчика Виганда (рисунок 1.1.4) содержит катушку индуктивности и проволоку Виганда [2]. При смене поляризации проволоки, катушка, намотанная на неё, фиксирует это изменение.

Рисунок 1.1.4. Конструкция датчика Виганда

К достоинствам датчика Виганда следует отнести:

• независимость от влияния внешних электрических и магнитных полей;

• широкий температурный диапазон работы (-80 … +260°C);

• работу без источника питания.

Индукционный датчик

Индукционный датчик - электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования угловых и линейных перемещений в модулированное напряжение [3]. Принцип действия индукционных датчиков и преобразователей основан на изменении коэффициента взаимоиндукции М между подвижным и неподвижным элементами при изменении их относительного положения.

Конструкции и назначения индукционных датчиков различна. Они могут использоваться для определения параметров переменных и стационарных магнитных полей. В данном обзоре рассмотрен принцип работы датчика, работающего в постоянном магнитном поле.

Принцип работы индукционных датчиков базируется на способности переменного магнитного поля индуцировать в проводнике электрический ток. При этом ЭДС индукции, появляющаяся в проводнике, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через него.

Но в стационарном поле магнитный поток не изменяется. Поэтому для измерения параметров стационарного магнитного поля применяются датчики с катушкой индуктивности, вращающейся с постоянной скоростью. В этом случае магнитный поток будет изменяться с определенной периодичностью. Напряжение на зажимах катушки будет определяться скоростью изменения потока (числом оборотов катушки) и количеством витков катушки.

Конструкция датчика показана на (рисунок 1.1.5).

Рисунок 1.1.5. Конструкция индукционного датчика

Он состоит из проводника в качестве, которого может выступать катушка индуктивности, расположенной на валу электродвигателя. Съем напряжения с вращающейся катушки осуществляется с помощью щеток. Выходное напряжение на выводах катушки представляет переменное напряжение, величина которого тем больше, чем больше частота вращения катушки индуктивности и чем больше магнитная индукция поля.

В отличие от индуктивных датчиков индукционные относятся к разряду генераторных преобразователей, так как при воздействии входной величины они способны генерировать электрическую энергию.