- •Електричні та магнітні
- •Вступ
- •Вступ
- •Визначення
- •Визначення (продовження)
- •Стратегія вимірювання
- •Електричне поле – ємнісні сенсори та актюатори
- •Ємність (продовження)
- •Конденсатор
- •Конденсатор (продовження)
- •Діелектрична провідність діелектриків
- •Конденсатор (продовження).
- •Конденсатор (продовження).
- •Конденсатор - приклад
- •Ємнісні позиційні сенсори
- •Ємнісні позиційні сенсори
- •Ємнісні позиційні сенсори
- •Позиційні сенсори з закріпленим провідником
- •Рух діелектрика
- •Рух всього конденсатора
- •Сенсори зазору
- •Структура сенсора зазору
- •Сенсори зазору - продовження
- •Позиційний сенсор
- •Позиційний сенсор
- •Інші позиційні сенсори та сенсори зазору та переміщення:
- •Поворотний сенсор
- •Різні модифікації сенсорів лінійних переміщень
- •Комерційні ємнісні сенсори
- •Ємнісні сенсори рівня
- •Сенсор рівня рідини з спільною віссю
- •Сенсор рівня рідини з спільною віссю
- •Сенсор рівня рідини з спільною віссю
- •Ємнісні сенсори - зауваження
- •Ємнісні актюатори
- •Ємнісні актюатори
- •Ємнісні актюатори
- •Основи ємнісних актюаторів
- •Кутові ємнісні актюатори
- •Електростатичні актюатори
- •Магнітні сенсори та актюатори
- •Магнетизм - теорія
- •Еквівалентність між постійним магнітом та котушкою
- •Магнетизм - теорія
- •Магнетизм - теорія
- •Магнетизм - теорія
- •Магнетизм - теорія
- •Проникність діамагнетиків та парамагнетиків
- •Проникність феромагнетиків
- •Магнетизм - визначення
- •Легко магнітні матеріали –
- •Тяжко магнітні матеріали –
- •Крива магнетизації та проникність феромагнетиків
- •Струм, поле та потік
- •Відношення між струмом та магнітним полем
- •Магнітний потік
- •Сила в магнітному полі
- •Відношення між зарядом, струмом та силою в магнітному полі
- •Сила і струм
- •Сила і струм
- •Індуктивні сенсори
- •Індуктивність
- •Індуктивність
- •Само- та взаємо-індуктивність
- •Індуктори та трансформатори
- •Трансформатор
- •Трансформатор
- •Трансформатор
- •Індуктивні сенсори - головне
- •Індуктивні сенсори зазору
- •Вимірювання позиції та зазору
- •Індуктивність – додаткова інформація
- •Індуктивні сенсори - практичність
- •Індуктивні сенсори - структура
- •Близькі сенсори з відносною котушкою
- •Закрите магнітне поле
- •Вихрові сенсори струму
- •Вихрові сенсори струму
- •Вихрові сенсори струму
- •Вихрові сенсори струму
- •Висота проникнення
- •Сенсори зазору - зауваження
- •Індуктивні сенсори
- •Вихрові сенсори струму для NDT
- •Вихрові сенсори струму для NDT
- •Вимірювання позиції та
- •Магнітний опір
- •Сенсори з рухомим ядром
- •Сенсор змінного опору (індуктивності) - LVDT
- •LVDT
- •Принцип LVDT
- •Структура та еквівалентність кіл в LVDT
- •LVDT - властивості
- •LVDT - властивості
- •LVDT - властивості
- •RVDT – Обертовий змінний диференціальний трансформатор
- •RVDT
- •Графік RVDT
Електростатичні актюатори
Рух є малим (винятком є гучномовці)
Напруга є великою
Сила є малою
Зазвичай, точні та лінійні
Дуже поширені в MEMS
Магнітні сенсори та актюатори
Магнітні сенсори та актюатори працюють за законами та ефектами магнітного поля.
Густина магнітного потоку також називається магнітною індуктивністю. Тому ці сенсори називають індуктивними сенсорами.
Ми розглянемо індуктивність, магнітні кола та
магнітні сили.
Магнетизм - теорія
Розглянемо постійний магніт.
Він діє на інший магніт в просторі.
Можна сказати, що навколо магніту існує поле, через яке він взаємодіє.
Це силове поле є результатом магнітного поля.
Це ж можна отримати, проводячи струм через
котушку
Якщо два поля є однаковими, їхні джерела живлення
(напруга, що створює магнітні поля) є однаковими.
Еквівалентність між постійним магнітом та котушкою
Магнетизм - теорія
Магніт притягує або відштовхує інших магніт – це дає нам першу очевидну взаємодію магнітних полів, воно також діє на залізо.
Воно не діє на мідь.
Висновок: є різні типи матеріалів відносно їх магнітних властивостей.
Магнітні властивості залежать від проникності
матеріалів - [Гн/м]
Магнетизм - теорія
Сила магнітно потоку зазвичай подається як густина магнітного потоку В [Тесла]
Інтенсивність магнітного поля H [А/м].
B = 0 rH
Магнетизм - теорія
0=4 x10 [Гн/м] – проникність вакууму
r – відносна проникність,
r визначається як відношення між
проникністю поля та вакууму
Кожен матеріал має певну діелектричну проникність.
Магнетизм - теорія
Матеріали:
Діамагнетики, r < 1
Парамагнетики r > 1
Феромагнетики r >> 1 (залізо подібні)
Останні є найбільш корисними при роботі з магнітними полями.
Є інші типи матеріалів (ферити, магнітний порошок, магнітна рідина, магнітне скло)
Проникність діамагнетиків та парамагнетиків
Material |
Relative Permeability |
|
Material |
Relative Permeability |
Silver |
0.999974 |
|
Air |
1.00000036 |
Water |
0.9999991 |
|
Aluminum |
1.000021 |
Copper |
0.999991 |
|
Palladium |
1.0008 |
Mercury |
0.999968 |
|
Platinum |
1.00029 |
Lead |
0.999983 |
|
Tungsten |
1.000068 |
Gold |
0.999998 |
|
Magnesium |
1.00000693 |
Graphite (Carbon) |
0.999956 |
|
Manganese |
1.000125 |
Hydrogen |
0.999999998 |
|
Oxygen |
1.0000019 |
|
|
|
|
|
