Magnetinių dydžių matavimo priemonės ir metodai
Kartais sprendžiant technines problemas ar tyrimų tikslais reikia išmatuoti magnetinius dydžius. Žinoma, reikiamo magnetinio dydžio reikšmę galima nustatyti ir netiesiogiai, pasitelkus formules, pagrįstas žinomais pradiniais duomenimis. Tačiau norint gauti tiksliausią magnetinio srauto F, magnetinės indukcijos B arba magnetinio lauko stiprio H vertę, labiau tinka tiesioginio matavimo metodas. Panagrinėkime tiesioginio magnetinių dydžių matavimo metodus.
Iš esmės magnetinės vertės matavimo metodas gali būti pagrįstas magnetinis laukas į srovę arba į laidą. Magnetinio lauko sukelta jėga yra prijungiama prie elektrinio proceso, o tada elektrinio matavimo prietaiso pagalba žmogui suvokiama patogia forma išgaunama išmatuoto dydžio reikšmė.
Yra du pagrindiniai magnetinių dydžių matavimo metodai: indukcinis ir galvanomagnetinis.
Pirmasis pagrįstas EML indukcija, kai keičiasi magnetinis srautas, antrasis - magnetinio lauko poveikiu srovei. Pažvelkime į šiuos du metodus atskirai.
Elektromagnetinės indukcijos metodas
Yra žinoma, kad kai ritės L posūkius kerta magnetinis srautas F (kai keičiasi į grandinę prasiskverbiantis magnetinis srautas), ritės laidininke indukuojamas EML (E), proporcingas magnetinio srauto kitimo greičiui. srautas dF / dt, ty proporcingas jo vertei F. Šis reiškinys apibūdinamas formule:
Vienodame magnetiniame lauke magnetinis srautas F bus tiesiogiai proporcingas magnetinei indukcijai B, o proporcingumo koeficientas bus kilpos S plotas, pradurtas magnetinės indukcijos linijomis.
Toliau - magnetinė indukcija B bus tiesiogiai proporcingas magnetinio lauko H stiprumui per magnetinę konstantą μ0, jei reiškinys vyksta vakuume, arba atsižvelgiant į terpės magnetinį pralaidumą, taip pat per santykinį šios terpės magnetinį pralaidumą μ .
Taigi, indukcijos metodas leidžia rasti reikšmes: magnetinis srautas Ф, magnetinė indukcija B ir magnetinio lauko stiprumas H. Magnetinio srauto matavimo prietaisai vadinami webmetrais arba fluxmeters (iš srauto — srautas).
Webermetras susideda iš indukcinės ritės su žinomais parametrais ir DUT integratoriaus. Integravimo įtaisas yra magnetoelektrinis galvanometras.
Jei juostos matuoklio ritė įvedama arba išimama iš erdvės, kurioje yra magnetinis laukas, tada juostos matuoklio matavimo mechanizmo nuokrypis (taško nukrypimas arba skaičių pasikeitimas ekrane) bus proporcingas to magnetinio lauko indukcija B.Matematinė priklausomybė lengvai apibūdinama formule:
Galvanomagnetinis metodas (Hall metodas)
Gerai žinoma, kad Ampero jėga veikia srovę tekančią laidą, esančią išoriniame magnetiniame lauke, o jei pažvelgsime į procesą atidžiau, tai Lorenco jėga veikia laidu judančias įkrautas daleles.
Taigi, jei laidžioji plokštė dedama į magnetinį lauką ir per plokštę praeina tiesioginė arba kintamoji elektros srovė, tada plokštės galuose atsiras tiesioginis arba kintamasis potencialų skirtumas. Šis potencialų skirtumas Ex vadinamas salės EMF.
Remiantis žinomais plokštės parametrais, žinant Hall EMF, galima nustatyti magnetinės indukcijos reikšmę B. Magnetinei indukcijai matuoti skirtas prietaisas vadinamas teslametru.
Jeigu Salės jutiklis (Hall jutiklis) maitinimą iš vieno šaltinio ir tada pritaikyti kompensacinį potencialų skirtumą iš antrojo šaltinio, tada galima nustatyti Hall emf kompensatoriaus metodu, naudojant komparatorių.
Įrenginys yra gana paprastas: kompensacinė įtampa, paimta iš reguliuojamo rezistoriaus, yra taikoma priešfazėje su Hall emf ir taip nustatoma Hall emf reikšmė. Kai kompensavimo grandinė ir Holo jutiklis maitinami iš to paties šaltinio, pašalinama klaida, kuri gali kilti dėl generatoriaus įtampos ir dažnio nestabilumo.
Holo jutikliai plačiai naudojami kaip rotoriaus padėties jutikliai elektros varikliuose ir kitose mašinose, kur signalą galima gauti iš judančio nuolatinio magneto arba iš įmagnetintos transformatoriaus šerdies.Visų pirma, Holo jutiklis kai kuriose programose veikia kaip tam tikra alternatyva matavimo srovės transformatoriui.