Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Магниторезистивные датчики



Эти датчики применяются в тех же самых областях, что и датчики Холла. Магни­торезистивные датчики могут использоваться как детекторы приближения, по­ложения и поворота. Для функционирования им необходимы внешние источни­ки магнитных полей, в качестве которых обычно применяются прикрепленные к ним постоянные магниты. На рис. 7.19 показана схема простого датчика линей­ных перемещений. Здесь для получения корректных результатов необходимо учи-



Рис. 7.19. Зависимость выходного сигнала магниторезис-тивного датчика, помещенного в поле постоянного магни­та, от перемещения х, совершаемого параллельно оси маг­нита (А—В). Магнит создает как продольное, так и попе­речное поле. Изменение положения датчика относительно магнита приводит к изменению его выходных характерис­тик. (Г и Д) Выходной сигнал датчика при слишком силь­ном магнитном поле


 



7.4. Индуктивные и магнитные датчики


тывать ряд факторов, описанных далее. Датчик, размещенный рядом с постоян­ным магнитом, подвергается воздействию магнитного поля как в горизонталь­ном, так и вертикальном направлениях. Если магнит ориентирован параллельно датчику (т.е. в направлении х), как показано на рис. 7.19А, Нх характеризует про­дольное поле, а изменение Н является мерой перемещения х. На рис. 7.19Б пока­заны графики изменения Нх и Нy в зависимости отх, а на рис. 7.19В представлен соответствующий выходной сигнал. В этом примере напряженность поля вдоль оси х никогда не превышает ±Ĥx (значение напряженности, заставляющее датчик переключаться), при этом характеристики датчика остаются стабильными во всем диапазоне измерений. Однако, если магнит слишком мощный или расстояние между датчиком и магнитом очень маленькое, выходной сигнал будет значитель­но отличаться от показанного на рисунке.

Предположим, что первоначально датчик находится на поперечной оси маг­нита = 0). При этом Нy =0, a Нх равна максимальному значению . Теперь датчик перемещается в направлении +х, тогда его выходной сигнал изменяется, как показано на рис. 7.19Д. При смещении датчика в сторону увеличения коорди­наты х, Нy и V0 возрастут, а Нх сначала упадет до нуля, а потом начнет расти в отри­цательную сторону до тех пор, пока Нх не превысит -Ĥx В этой точке характеристики датчика резко меняют­ся, и выходное напряжение изменяет свою полярность — участок АВ на рис. 7.19Д. При дальнейшем продвижении датчика вдоль оси х выходное напряже­ние датчика будет меняться в соответ­ствии с участком BE. Если теперь дат­чик начнет двигаться в противополож­ном направлении, Нх будет расти до тех пор, пока не превысит значение +Ĥx , на­пряжение VQ будет меняться в соответ­ствии с участком ВС. В этой точке ха­рактеристики датчика опять резко ме­няются, а выходной сигнал перескаки­вает из точки С в точку D. Очевидно, что у датчика существует гистерезис-ная петля ABCD. Аналогичная петля возникает при движении датчика в на­правлении —х. На рис. 7.19Д показан идеализированный случай, поскольку переключения никогда не происходят так резко.

На рис. 7.20А показано, как мож­но использовать магниторезистивные датчики KMZ10B и КМ110В (инфор­^мация по этим датчикам взята из



Глава 7. Детекторы положения, перемещений и уровня


Рис. 7.21.Измерение угловых перемеще­ний при помощи датчика KMZ10

документации Philips Semiconductors BV (Eindhoven, The Netherlands)) для определения линейных перемещений металлических объектов. Датчик раз­мещается между пластиной и посто­янным магнитом, ось которого ори­ентирована перпендикулярно оси ме­таллической пластины. Неоднород­ности в пластине, например, отвер­стия и области немагнитного матери­ала, нарушают магнитное поле и вы­зывают изменения выходного сигна­ла датчика. На рис. 7.20 показаны вы­ходные сигналы при разном расстоя­нии d между пластиной и магнитом. При совмещении отверстия и датчика сигнал на его выходе становится равным нулю, независимо ни от расстояния d, ни от окружающей температуры.

На рис. 7.21 показан способ применения того же датчика для измерения угловых перемещений. В данном устройстве магнитное поле создается двумя постоянными магнитами RES 190, закрепленными на вращающейся рамке, между которыми размещен датчик. Выходной сигнал датчика соответствует уг­ловому перемещению рамки.

На рис. 7.22А показана схема определения угла и направления поворота зубчатого колеса при помощи датчика КМ110. Метод определения направле­ния вращения основывается на раздельной обработке выходных сигналов дат­чика, снимаемых с двух половин мостовой схемы.


Модуль работает также как и магнитный мост Уитстона, измеряющий на­пряженность магнитного поля, изменяющуюся в зависимости от того, какая часть колеса находится напротив датчика: впадина или зубец. В этом модуле очень важно правильно расположить датчик и магнит: угол между осями



7.4. Индуктивные и магнитные датчики


симметрии датчика и колеса должен быть близок к нулю. Более того, жела­тельно, чтобы они совпадали. На рис. 7.22Б показана принципиальная схема такого модуля. Сигналы с мостовой схемы поступают сначала на соответствую­щие усилители, а потом через фильтры нижних частот на триггеры Шмитта, фор­мирующие на своих выходах прямоугольные импульсы. Разность фаз на обоих выходах (рис. 7.23А и 7.23Б) показывает направление вращения.




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.