گزارش کارآموزی اصول کار سنسورهای اثر هال و مگنتواستریکتیو و مگنتورزیستیو

این گزارش با فرمت WORD و آماده پرینت میباشد

 

گزارش کارآموزی اصول کار سنسورهای اثر هال و مگنتواستریکتیو و مگنتورزیستیو

 

فهرست

 

مقدمه 2

سنسورهای اثر هالHall effect sensors6

سنسورهای مگنتو استریکتیو Magnetostrictive sensors20

سنسورهای مگنتورزیستیوMagnetoresistive sensors 26

جمعبندی 47

مقدمه

بطور کلی موقعیت سنجی از روش های مختلف زیر قابل حصول است :

خازنی، جریان یورشی، نوری، مقاومتی، سونار، لیزری، پیزوالکتریک، القایی، مغناطیسی.

سنسور های مغناطیسی برای بیش از 2000سال است که در حال استفاده می باشند.کاربرد اخیر سنسورهای مغناطیسی در رهیابی یاناوبری(Navigation)می باشد.

سنسورهای مغناطیسی از آهنربای دائمی و یا آهنربای الکتریکیِ تولید شده از جریان acو dcاستفاده می کند. سنسورهای مغناطیسی ، بطور کلی ، بر میدان مغناطیسی عمل می کنند و ویژگیهای آنها تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر می کند. از ویژگیهای این سنسورها غیر تماسی بودن (Noncontact) آنهاست. در آنها هیچ اتصال مکانیکی میان قسمت های متحرک و قسمت های ثابت وجود ندارد. این خاصیت منجر به افزایش طول عمر آنها شده است. علاوه بر این لغزش قسمت های متحرک بر هم، در دیگر سنسورها مثل پتانسیومتر باعث ایجاد نویز می شود، که این مشکل در سنسورهای مغناطیسی رفع شده است.

سنسورهای مغناطیسی به سبب ساختار مناسبی که دارند در محیط های آلوده، چرب و روغنی بخوبی عمل می کنند و به همین علت در اتومبیل و کاربرد های این چنینی بسیار مفید هستند.

سنسورهای مغناطیسی بر مبنای رنج میدان اعمالی بصورت زیر تقسیم بندی می شوند:

Low field : کمتر از1mG

Medium field : ما بین1mG و10G

High field : بالاتر از10G

جابجایی ( Displacement) به معنی تغییر موقعیت است. سنسورهای جابحایی به دو نوع افزایشی ( Incremental) و مطلق ( Absolute) تقسیم می شوند. سنسور های افزایشی میزان تغییر بین موقعیت فعلی و قبلی را مشخص می کنند. چنانچه اطلاعات مربوط به موقعیت فعلی از دست برود، مثلا منبع تغذیه دستگاه قطع بشود، سیستم باید به مبدا خود منتقل شود.( resetشود.) در نوع مطلق موقعیت فعلی بدون نیاز به اطلاعات مربوط به موقعیت قبلی بدست می آید. نوع مطلق نیازی به انتقال به مرجع خود را ندارد. معمولا سنسورهای جابجایی مطلق را سنسورهای موقعیت ( Position sensor) می نامند.

در این پروژه سعی شده است تا سنسورهای جابجایی ، موقعیت و مجاورتی ( Displacement , Position , Proximity) ‌پوشش داده شود.

بطور کلی زمانی که بخواهیم کمیت های فیزیکی مانند جهت ، حضور یاعدم حضور ، جریان ، چرخش و زاویه را اندازه گیری کنیم و از سنسورهای مغناطیسیاستفاده کنیم ، ابتدا بایستی تا این کمیت ها یک میدان مغناطیسی را بوجود آورند و یاتغییری در میدان مغناطیسی یا در خصوصیات مغناطیسی سنسور ایجاد نمایند و در نهایتسنسور این تغییر را احساس نموده و آنرا با یک مدار بهسازی به جریان یا ولتاژ مناسبتغییر دهیم.

در ادامه اصطلاحاتی جهت یادآوری بیان می شود:

شدت میدان مغناطیسی (Magnetic field intensity) : آنرا با Hنمایش می دهند و نیرویی است که شار مغناطیسی را در ماده به حرکت در می آورد. به همین علت بدان نیروی مغناطیس کنندگی (Magnetizing force) نیز می گویند. واحد آن آمپر بر متر می باشد.

چگالی شار مغناطیسی (Magnetic flux density) : آنرا با B نمایش می دهند. میزان شار مغناطیسی است که در واحد سطح ماده توسط نیروی مغناطیس کنندگی بوجود آمده است. واحد آن نیوتن بر آمپر بر مترمربع می باشد.

نفوذپذیری مغناطیسی (Magnetic permeability) : آنرا با نمایش می دهند. توانایی و قابلیت ماده جهت نگهداشتن و عبور شار مغناطیسی است. در فضای آزاد

رابطه

بر قرار است که نفوذ پذیری مغناطیسی فضای آزاد است و برابر می باشد. درسایر مواد رابطه به شکل خواهد بود که و نفوذ پذیری مغناطیسی نسبی ماده می باشد.

هیسترزیس ( Hysteresis) : پدیده ای است که در آن حالت سیستم وارون پذیر نمی باشد. در یک سنسور جابجایی یا موقعیت این پدیده باعث می شود تا مقدار خوانده شده در یک نقطه توسط سنسور هنگام رسیدن بدان از بالا و پایین تفاوت بکند. شکل زیر این پدیده را نشان می دهد.

 

دانلود گزارش کارآموزی اصول کار سنسورهای اثر هال و مگنتواستریکتیو و مگنتورزیستیو