Індукційні перетворювачі.

1. Перетворювачі швидкості руху (що наводитьсятут в обмотці ЕДС є функцією швидкості зміни потокозчеплення магнітного потоку і витків обмотки).

А) Б)

А) Перетворювачі лінійного переміщення;

Б) Перетворювачі кутового переміщення.

ЕДС у вимірювальній обмотці буде: , чи ,

де: В_р – індукція в робочому зазорі;

l – активна довжина вимірювальної обмотки;

S_p – активна площа рамки;

x,  - лінійне (кутове) переміщення.

Переваги: висока чутливість (що дозволяє вимірювати швидкості, прискорення й інші величини, що змінюються з частотою до 15…30 кГц). Їхня погрішність лежить у межах 0,15…0,2%.

2 .Фероіндукційні перетворювачі.

При відсутності зов-нішнього постійного магнітного поля у вимірювальній обмотці може наводиться незначна ЕДС. При накладенні зовнішнього магнітного поля, що діє уздовж осі стрижня, магнітна проникність стрижня буде змінюватися в часі. Характер її тимчасової залежності буде визначаться значенням Н_х.

При цьому у вимірювальній обмотці буде наводитися ЕДС, що містить парні гармоніки. Виділяючи (наприклад) другу гармоніку ЕДС, можна судити про значення напруженості досліджуваного магнітного поля.

ЕДС, що наводиться у вимірювальній обмотці буде: e_2f = -2wS_пH_x₂sin(2wt),

де: ₂ – амплітуда другої гармоніки магнітної проникності;

S – площа поперечного переріза сердечника.

Переваги:

• висока чутливість (до 10 );

• широкий діапазон (від сотих часток до 10³ А/м) перетворення напруженостей магнітного поля;

• лінійна функція перетворення в широкому діапазоні;

• простота конструкції;

• малі габарити.

Сумарна погрішність ферозондів (1...2)%.

Область застосування:

• перетворення параметрів постійних і слабких магнітних полів, що повільно змінюються;

• вимір градієнта напруженості магнітного поля, що викликається феромагнітними тілами.

Гальваномагнітні перетворювачі.

Тут відбувається зміна фізичних властивостей провідників, чи напівпровідників; при протіканні через них електричного струму й одночасному впливі на них магнітного поля – ефекти Хола, Гаусса.

1. Перетворювачі Хола.

Використовується ефект Хола. Сутність: поява поперечної різниці потенціалів (ЕДС Хола) на краях провідної пластини, поміщеної в магнітне поле перпендикулярно до вектора магнітної індукції, за умови, що по пластині протікає електричний струм.

В иникнення ЕДС Холла зв'язане зі зміною траєкторії руху носіїв заряду під дією сил Лоренца. Під дією цих сил заряди зміщаються до бічних граней, унаслідок чого на них з'являється потенціал.

ЕДС Хола буде дорів-нювати: е_h = ₀IB_x,

де: ₀ – питома чутливість ненавантаженого перетво-рювача.

Навантажимо перетворювач на зовнішній опір R_н, тоді напруга на холловських зажимами буде:

U₂ = e_h – I₂R₂,

де: R₂ – опір між холловськими зажимами;

I₂ – вихідний струм перетворювача.

Тому що , одержимо: U₂ = _нIB_x,

де: _н – питома чутливість навантаженого перетворювача.

Основні характеристики:

1. Номінальне значення керуючого струму (6…100мА).

2. Чутливість – при заданому І_ном (0,03...0…0,8у/Тл).

3. Опір вихідний (0,5...1000 Ом).

4. Опір вхідний (0,8…1000Ом).

5. Припустима потужність розсіювання (обмежує I чи U і визначається коефіцієнтом чутливості елемента).

6. Рівень напруги шумів (10^-8…10^-6В) – визначається характером вимірювального струму.

Погрішність у межі (1...2…2)%

2. Перетворювачі Гаусса (магніторезистивні).

Принцип дії заснований на зміні внутрішнього опору напівпровідників у магнітному полі унаслідок відхилення траєкторії руху носіїв заряду від лінійної.

М агніторезистивний ефект виявляється в зміні поздовжнього опору провідника під дією магнітного поля.

Зміна питомого електричного опору провідника під дією магнітного поля.

= А_ф(В_х)ⁿ,

де: А_ф – коефіцієнт, що залежить від форми магніторезистора;

₀ – питомий ел. опір чуттєвого елемента при відсутності поля;

n = 2 – для слабких магнітних полів;

n = 1 – для сильних магнітних полів (коли (В>>1);

 = v/E – рухливість носіїв заряду;

v – швидкість спрямованого руху носіїв заряду;

Е – напруженість зовнішнього електричного полючи.

Основні характеристики:

• Електричний опір R₀ при відсутності магнітного поля.

• Функція перетворення (залежність R від значення магнітної індукції).

• Температурний коефіцієнт опору.

• Припустиме значення вимірювального струму (I_доп), - лімітується припустимим перегрівом перетворювача.

У технічній документації на магніторезистори звичайно задають припустиме значення вимірювального струму I_{0 доп} при В_х = 0.

Для будь-яких значень індукції в межах діапазону перетворення:

I_доп = I_{0 доп} ,

де: (/₀)В – відносна зміну питомого опору для даної індукції.