Tema Bsa Traductoare Magnetice

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    1/17

    TEMA DE CASA BSA

    Traductoare magnetice

    Universitatea Politehnica Bucuresti

    Facultatea de Transporturi

    Sectia Autovehicule Rutiere

    1

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    2/17

    CUPRINS

    1.INTRODUCERE.,3

    2.Tipuri de senzori magnetici. Caracteristici4

    2.1.Senzori de cmp magnetic.4

    2.2 Senzori de cmp magnetic cu strat subire metallic...5

    2.3 Senzori de camp magnetic cu semiconductoare..7

    2.3.1 Senzori Hall7

    2.3.2 Magnetotranzistoare ( MT )10

    2.3.3 Magnetodiode (MD).10

    2.4 Senzori optoelectronici de cmp magnetic.11

    3.1 Traductoare de proximitate12

    3.2 Traductoare de deplasare....13

    3.3 Traductoare de debit...15

    4.BIBLIOGRAFIE.17

    2

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    3/17

    1.INTRODUCERE

    Traductoarele magnetice pot fi folosite pentru a detecta variaiile de cmp magnetic, pentru citirea

    cu ajutorul unui cap magnetic a informaiei ndrumar de laborator Circuite Integrate Analogice

    memorat digital pe un suport magnetic (de exemplu cartelele acces la metrou), ca detectoare de

    poziie sau pentru determinarea turaiei sau referinei de faz pentru dispozitive aflate n micare de

    rotaie, pe care s-a montat un magnet permanent.

    n unele aplicaii magnetul permanent nu este montat pe obiectul aflat n micare de rotaie, el fiind

    amplasat lng elementul sensibil, variaia de cmp magnetic fiind generat de neuniformitile

    obiectului aflat n micare, dac acesta este realizat din material feromagnetic (de exemplu pentru

    determinarea turaiei unei roi dinate prin determinarea numrului de dini ce trec prin faatraductorului ntr-un interval de timp dat).

    Schema electrica a unui traductor magnetic (Fig.1)

    Elementul sensibil este bobina cu miez magnetic L1.

    IC1-C lucreaz ntr-o schem de comparator inversor cu

    histerezis, reacia pozitiv fiind asigurat de R9 care determin

    valoarea histerezisului pentru R7, R8, R10 i VCC date.

    Deoarece aceast categorie de montaje lucreaz cu valori

    foarte mici ale histerezisului, de ordinul mV, este ndeplinit

    Fig.1

    condiia R9>> R10, deci n calcule se poate neglija R10. De obicei rezistenele R7 i R8 au valori

    egale pentru a se lucra cu praguri simetrice fa de jumtatea tensiunii de alimentare. Notm aceast

    valoare cu R. Se pune problema deducerii unei relaii de calcul pentru R9 astfel nct s obinemvaloarea dorit a histerezisului n condiiile de mai sus.

    2.Tipuri de senzori magnetici. Caracteristici

    3

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    4/17

    2.1.Senzori de cmp magnetic

    Msurarea cmpului magnetic este necesar pentru a detecta prezena obiectelor mari feromagnetice

    care schimb distribuia cmpului magnetic.Curenii din circuitele electrice genereaz cmpuri

    magnetice proporionale. Astfel, se pot msura indirect curenii electrici prin msurarea cmpurilor

    magnetice.

    Detecia variaiilor de cmp magnetic are utilizri n industria minier.Pilotarea automat a

    aparatelor de zbor, detectarea i localizarea aparatelor de zbor, vehiculelor, submarinelor, navelor, etc.

    n multe cazuri, navele de detectat au o semntur magnetic diferit de a altora, putndu-se astfel

    distinge cu uurin. Amplitudinea cmpului magnetic depinde de distan, fcnd posibil localizarea

    i urmrirea. Fenomenul are aplicaii n controlul traficului autostrzilor, porturilor i aeroporturilorevoluate, prin dispunerea unor suprafee de traductoare de camp magnetic n zonele de interes.

    Senzorii de cmp magnetic funcioneaz pe baza forei Lorentz exercitat asupra electronilor care se

    mic n metale, semiconductoare sau izolatoare:

    F = qv B

    unde q este sarcina electronului, v este viteza electronului, iar B este inducia magnetic ce acioneaz

    asupra purttorilor de sarcin i determin rspunsul senzorului. Deoarece B = 0 H , rspunsul

    senzorului este amplificat de permeabilitatea relativ mare.

    n funcie de valoarea permeabilitii magnetice, senzorii sunt de dou tipuri:

    - senzori feromagnetici sau ferimagnetici, cu >> 1 i sensibilitate mare;

    exemple: senzorii bazai pe magnetorezisten din straturi subiri de NiFe, magnetostriciunea

    nveliului de Ni a unei fibre optice sau efectele magneto-optice n granate, senzori combinai cu

    dispozitive concentratoare de flux;

    - senzori diamagnetici sau paramagnetici, cu 1 i sensibilitate mic;

    exemple: dispozitive Hall, senzori Hall cu tranzistoare TECMOS sensibile la camp magnetic, structuri

    Hall heterojonciune, magnetotranzistoare, magnetodiode, magnetorezistoare, magnetometre cu fibr

    optic.

    4

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    5/17

    2.2 Senzori de cmp magnetic cu strat subire metalic

    Sunt realizai din materiale feromagnetice, cei mai utilizai fiind din aliaj cu magnetostuciune mic

    Ni81Fe19 (permalloy). Cel mai reprezentativ este senzorul magnetorezistiv din straturi anizotropice

    NiFe sau NiCo.

    Straturi cu magnetorezisten gigant

    Sunt straturi care, sub aciunea unui cmp magnetic i modific rezistena cu 10...20%. Mai multe

    straturi magnetice sunt separate de un strat nemagnetic. Datorit mprtierii electronilor de conducie,

    rezistena este maxim (< 10 M) atunci cnd momentele magnetice ale straturilor sunt antiparalele i

    minim (> 5) cnd straturile sunt paralele.

    Structurile folosite n straturile cu magnetorezisten gigant sunt de trei tipuri:

    - n sandwich;

    - supape de spin antiferomagnetice;

    - multistraturi antiferomagnetice.

    n structurile cu tunelare cu magnetorezisten gigant, cele dou straturi magnetice sunt separte de

    un strat izolator. Conducia se datoreaz tunelrii cuantice prin izolator. Mrimea curentului de tunelare

    dintre cele dou straturi magnetice este modulat de direcia vectorilor de magnetizaie n cele dou

    straturi. Calea de conducie trebuie s fie perpendicular pe planul materialului cu magnetorezisten

    gigant, deoarece exist o diferen mare ntre conductivitatea cii de tunelare i aceea a oricrei ci din

    plan.

    Dispozitivele cu tunelare au dimensiuni de civa m, sunt realizate prin fotolitografie i dau o

    variaie a rezistenei de 10...30 %. Cmpurile magnetice de saturaie depind de compoziia straturilor

    magnetice i de metoda de obinere a alinierii paralele sau antiparalele. Valorile cmpului magnetic de

    saturaie sunt n gama 0,1 kA/m... 10 kA/m. Din acest motiv, aceti senzori sunt foarte sensibili. Stratul

    de tunelare permite realizarea senzorilor cu rezisten electric mare i alimentare de la baterii (folosii

    n aplicaii portabile).

    Structurile tip sandwich conin dou straturi magnetice moi, din aliaje de Fe, Ni i Co, separate de

    un strat conductor nemagnetic (Cu). Cuplajul magnetic este slab. Straturile sunt realizate sub form de

    benzi; cmpul magnetic ce trece de-a lungul benzii, rotete straturile magnetice antiparalele.

    Un cmp magnetic extern, paralel cu banda, produce aceeai variaie a rezistenei. Cmpul magnetic

    5

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    6/17

    perpendicular pe band are efect mic datorit cmpurilor de demagnetizare asociate cu dimensiuni mici

    ale obiectelor magnetice.

    Multistraturile antiferomagnetice au mai multe interfee dect tipurile sandwich i deci variaia

    rezistenei este mai mare. Structurile tip supape antiferomagnetice seamn cu cele tip sandwich.

    Straturile subiri cu magnetorezisten gigant depuse pe substraturi de Si pot fi configurate ca

    rezistoare, perechi de rezistoare sau punte Wheatstone. Dimensiunile i cerinele de putere de

    alimentare reduse le fac utile n aplicaii de detecie a cmpurilor magnetice mici, sub form de

    suprafee de senzori.

    Straturi anizotropice convenionale cu magnetorezisten

    Senzorii folosesc efectul magnetorezistiv, definit prin proprietatea unui material magnetic prin care

    trece un curent electric de a-i schimba rezistivitatea n prezena unui cmp magnetic extern.

    Schimbarea are loc prin rotirea magnetizrii fa de direcia curentului. La permalloy, o rotaie cu 90 a

    magnetizrii datorit aplicrii unui camp magnetic perpendicular pe direcia curentului, produce o

    variaie a rezistivitii de 2... 3 %.

    Rezistivitatea depinde neliniar de cmpul magnetic.

    Magnetometru cu flux poart

    Magnetometrele sunt dispozitive care determin prezena

    unui cmp magnetic, mrimea i direcia acelui cmp. Sunt

    utilizate la realizarea busolelor numerice. Un senzor de cmp

    magnetic este cuplat la un circuit integrat specific aplicaiei

    (ASIC), combinaia constnd din dou bobine neliniare cu

    circuite de comand echilibrate, controlul n curent a variaiilor

    vitezei de cretere i o metod de msurare a ieirii senzorilor.

    Se folosete un singur circuit pentru comanda i monitorizarea ambilor senzori. Un circuit numericurmrete n orice moment care senzor este accesat i memoreaz datele n registrul corespunztor. Cu

    un circuit de test, convertorul analog-numeric monitorizeaz continuitatea bobinei senzor. Semnalul de

    ieire este sub forma unor coduri de eroare, pe care un processor central le transmite pentru afiare.

    Combinaia senzor - ASIC elimin parial procesrile analogice complexe.

    6

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    7/17

    Circuitul ASIC are cerine sczute de putere electric, putnd fi alimentat de la baterie. Nu este

    necesar procesarea tensiunilor sau curenilor de nivel mic prin amplificatoare de ctig mare,

    integratoare sau filtre analogice. Toate decalajele izgomotele sunt corectate numeric. Sensibilitatea se

    ajusteaz cu registre numerice i nu cu rezistoare sau condensatoare de fixare analogic a ctigului.

    Circuitul ASIC se interfaeaz cu o clas special de bobine neliniare, care au proprietatea de a-i

    schimba inductana n prezena variaiilor mici ale cmpului magnetic. El nu necesit bobine separate

    senzor i de comand, ambele funcii fiind implementate ntr-o singur bobin.

    Circuitul ASIC poate comanda dou bobine, orientate perpendicular una pe cealalt, permind

    detecia unei unde sinus i a unei unde cosinus.

    2.3 Senzori de camp magnetic cu semiconductoare

    2.3.1 Senzori Hall

    Placa Hall ideala

    Placa Hall este o plac subire, dreptunghiular, din material cu rezistivitate mare, prevzut cu patru

    contacte ohmice, fig. 2

    Fig.2

    Tensiunea Hall, notat prin VH este proporional cu inducia magnetic B perpendicular i curentul

    de polarizare I:

    V H = RH BI

    7

    B

    VHI

    L

    h

    g

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    8/17

    GIBrnG=gqng

    Factorul geometric de corecie G depinde de lungimea L, limea h, mrimea i poziia contactelor

    electrice i unghiul Hall, notat H. Pentru o plac de lungime infinit, G 1. Placa Hall se poate realiza

    din Si n uniform, cu rezistivitatea de 1 cm, la temperatura camerei.

    Pentru senzorul Hall se definesc trei sensibiliti:

    -Sensibilitatea absolut, care este factorul de conversie pentru semnale mari:

    SA=|VH/B|; raportul intre sensibilitatea absoluta a unui sezor Hall modulat si marimea de polarizare da

    sesibilitatea absoluta.

    -Sensibiliatea relativa de curent: SI=SA/I=|VH/BI|;

    -Sensibiliatea relative de tensiune: SV=SA/V=|VH/BV|.

    Senzori Hall integrai de volum

    a) Senzori Hall integrai orizontal

    Au fost realizai prima dat de Bosch, n anii 70. O plac Hall integrat orizontal este realizat prin

    cretere epitaxial n, pe un substrat p, ntr-un process tehnologic pentru circuite integrate bipolare dinSi. Izolarea plcii Hall de restul cipului se face cu jonciuni p-n polarizate invers. Se prefer

    semiconductor tip n ca material activ, datorit sensibilitii relative de tensiune mai mari. Pe lng

    senzorul Hall, n acelai circuit se realizeaz circuitele de stabilizare i amplificare. Aceti senzori sunt

    sensibili la vectori de inducie magnetic B perpendiculari pe suprafaa senzorului.

    Se realizeaz i comutatoare Hall, pentru aplicaii unde este necesar numai ieire logic; acestea au

    un trigger Schmitt pentru controlul etajului de ieire. De asemenea, pentru realizarea senzorilor Hall

    integrai se folosete i GaAs datorit mobilitii mai mari de peste cinci ori a electronilor dect la Si idatorit temperaturilor de funcionare mai mari.

    8

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    9/17

    b) Senzori Hall integrai vertical

    Sunt sensibili la vectori inducie magnetic B paraleli cu planul

    senzorului. Structura este realizat n tehnologie CMOS, astfel nct

    toate contactele electrice necesare sunt la partea superioar(Fig.3).

    Regiunea activ a dispozitivului este un substrat n iar regiunea

    izolatoare inelar este de tip p, realizat prin difuzie (jonciune p-n

    polarizat invers).

    c) Senzori Hall integrai cu amplificator diferenial

    Fig.3

    Sunt compui dintr-o plac Hall orizontal tip n i dou tranzistoare bipolare p-n-p ce formeaz o

    parte din amplificatorul diferenial. Stratul de Si tip n de la partea superioar este i placa Hall i

    regiunea de baz comun pentru cele dou tranzistoare. Funcionarea se bazeaz modularea purttorilorminoritari injectai de cmpul Hall produs de curentul purttorilor majoritari din baz.

    d) Senzori Hall integrai cu tranzistoare cu efect de cmp

    Suprafaa stratului de inversiune sau canalul unui tranzistor TECMOS poate fi folosit ca regiune

    activ a unui senzor Hall. Aceste dispozitive sunt prescurtate MAGFET, existnd dou variante: Hall

    MAGFET i MAGFET cu dren dual. La senzorii Hall MAGFET, canalul se folosete ca plac Hall

    subire. MAGFET folosit n regiunea liniar este similar cu o placa Hall de volum. Sensibilitatea

    relativ de curent este de sute V/AT. Se realizeaz n tehnologie NMOS, cu poart din polisiliciu. Se

    folosesc drept comutatoare fr contact, pentru tastaturi.

    MAGFET cu dren dual are regiunea de dren mprit n dou. Inducia magnetic

    perpendicular pe stratul de inversiune produce un curent de dezechilibru ID = ID1 ID2 ntre cele

    dou drene. Un MAGFET cu drena dual integrat cu un oscilator controlat n curent formeaz un

    oscilator controlat de cmpul magnetic. Frecvena sa variaz liniar cu inducia magnetic n jurul unei

    frecvene centrale. O alt variant de senzor MAGFET cu drena dual este MAGFET dublu cu drena

    dual, cu o pereche de MAGFET cu drena dual dispuse n configuraie de amplificator diferenial

    CMOS.

    e) Senzori Hall integrai cu heterojonciuni

    Regiunea activ este un strat dreptunghiular foarte subire, localizat ntr-o heterojonciune

    (AlGa)As/GaAs. Poate detecta cmpuri magnetice foarte sczute, de exemplu 2 nT, la frecvena de

    1 kHz. Varianta cu contact dual la regiunea activ are o sensibilitate de 48 %/T, la temperatura camerei.

    9

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    10/17

    2.3.2 Magnetotranzistoare ( MT )

    Concentraia de purttori printr-o plac semiconductoare intrinsec, parcurs de curent i expus unui

    cmp magnetic este modulat de efectul de magnetoconcentrare. Magnetodiodele (MD) folosesc acest

    efect n combinaie cu fenomenele de dubl injecie i de recombinare la suprafa. Electronii i

    golurile injectate de contactele de capt ale plcii semiconductoare sunt deviai de fora Lorentz spre

    aceeai suprafa, unde se recombin. Datorit variaiei concentraiei de purttori, magnetodiodele sunt

    lente, frecvena limit superioar fiind 10 MHz. Structura unei magnetodiode cuprinde o plac

    semiconductoare slab dopat n- cuprins ntre dou zone subiri p+ i n+.

    Exist magnetodiode discrete din Si, Ge sau GaAs. Prima magnetodiod integrat a fost realizat n

    tehnologia circuitelor integrate din siliciu pe safir. Ea funcioneaz pe baza vitezei mari de recombinare

    a interfeei Si/Al2O3 i a vitezei mici de recombinare a interfeei Si/SiO2.

    n aplicaii, sunt preferai senzorii realizai n tehnica CMOS. Se obine astfel o structur

    asemntoare unui tranzistor bipolar, dar a crei funcionare este a unei magnetodiode. O jonciune p-n

    polarizat invers funcioneaz ca interfa cu recombinare mare. Sensibilitatea unei asemenea

    magnetodiode CMOS este de 5 V/mAT, la cureni de polarizare de civa mA.

    2.3.3 Magnetodiode (MD)

    Concentraia de purttori printr-o plac semiconductoare intrinsec, parcurs de curent i expus unuicmp magnetic este modulat de efectul de magnetoconcentrare. Magnetodiodele (MD) folosesc acest

    efect n combinaie cu fenomenele de dubl injecie i de recombinare la suprafa. Electronii i

    golurile injectate de contactele de capt ale plcii semiconductoare sunt deviai de fora Lorentz spre

    aceeai suprafa, unde se recombin. Datorit variaiei concentraiei de purttori, magnetodiodele sunt

    lente, frecvena limit superioar fiind 10 MHz.

    Structura unei magnetodiode cuprinde o plac semiconductoare slab dopat n- cuprins ntre dou

    zone subiri p+ i n+.

    Exist magnetodiode discrete din Si, Ge sau GaAs. Prima magnetodiod integrat a fost realizat n

    tehnologia circuitelor integrate din siliciu pe safir. Ea funcioneaz pe baza vitezei mari de recombinare

    a interfeei Si/Al2O3 i a vitezei mici de recombinare a interfeei Si/SiO2.

    n aplicaii, sunt preferai senzorii realizai n tehnica CMOS. Se obine astfel o structur

    asemntoare unui tranzistor bipolar, dar a crei funcionare este a unei magnetodiode. O jonciune p-n

    polarizat invers funcioneaz ca interfa cu recombinare mare.

    10

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    11/17

    Sensibilitatea unei asemenea magnetodiode CMOS este de 5 V/mAT, la cureni de polarizare de

    civa mA.

    2.4 Senzori optoelectronici de cmp magnetic

    Aceti senzori folosesc radiaia optic drept semnal purttor intermediar. Senzorii magneto-optici se

    bazeaz pe rotaia Faraday a planului de polarizare a radiaiei optice polarizate liniar. Sunt realizai din

    bobine de fibre optice, cu o cale lung a radiaiei optice i corespunztor, o rotaie mare pe unitatea de

    cmp magnetic. Astfel, au fost realizai senzori de curent magneto-optici pentru liniile de transmisie de

    nalt tensiune. Efortul transferat fibrei din materialul magnetostrictiv are ca efect o variaie a lungimii

    cii optice, ce determin o deplasare de faz, detectat cu interferometrul cu fibr optic.

    2.5 Senzori superconductori de cmp magnetic

    Sunt de dou tipuri:

    - dispozitivele superconductoare cu interferen cuantic (SQUID);

    - supermagnetorezistoarele.

    Dispozitivul superconductor cu interferen cuantic este un magnetometru de mare rezoluie, pentru

    gama pT. El exploateaz efectele galvanomagnetice mecanice cuantice care au loc n jonciunile

    Josephson ntre materiale superconductoare, de exemplu Nb / AlO3 / Nb, la temperaturi suficient de

    sczute (sub 20 K). Folosind tehnici cu straturi subiri, SQUID poate fi integrat ntr-un singur substrat,mpreun cu o bobin de intrare superconductoare din niobiu i circuitele de conversie de semnale.

    Supermagnetorezistoarele funcioneaz la temperatura azotului lichid (77 K) i rspund la cmpuri

    magnetice mici, cu inducie magnetic sub 10 mT. Se bazeaz pe faptul c un cmp magnetic slab rupe

    superconductivitatea unui eantion de ceramic granular Y-Ba-Cu-O, prin creterea rezistenei ntre

    granulele superconductoare. Se obine astfel o variaie abrupt a rezistenei eantionului cu cmpul

    magnetic. Straturile de ceramic se realizeaz n meandre, prin piroliz i evaporare.

    11

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    12/17

    3.1 TRADUCTOARE DE PROXIMITATE

    Releu Reed

    Funcionarea traductorului magnetic de proximitate se bazeaz pe schimbarea strii unui releu Reed

    aflat sub aciunea unui magnet permanent sau electromagnet. Releul Reed lucreaz n prezena a trei

    fore:fora magneticcare genereaz deformarea lamelei de contac, fora elasticde revenire din

    lamela elastic ifora de contactdintre cele dou lamele componente ale releului . Diferena dintre

    fora magnetic i cea elastic este cea care corespunde forei de contact.

    Trecerea unui obiect magnetic n apropierea feei sensibile a tarductorului modific configuraia

    liniilor de for ale cmpului magnetic creat de magnet. Contactul releului nemaifiind solicitat i

    schimb starea.

    Tensiunea maxim de comutare a releului este n general 250 V.

    Magneii permaneni se realizeaz din aliaj AlNiCo sau ferit.

    Releul Reed se monteaz ntr-o carcas realizat din material plastic, aliaj de aluminiu, alam

    nichelat etc.

    Traductoarele magnetice de proximitate pot fifr memorie releul comut doar sub aciunea

    magnetului sau cu memorie cnd revenirea la starea iniial nu se poate face dect sub influena unui

    cmp magnetic de sens contrar.

    Distana nominal de funcionare este limitat de creterea vitezei de deplasare a corpului controlat.

    12

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    13/17

    3.2 TRADUCTOARE DE DEPLASARE

    n multe aplicaii care implic msurarea de distane, traductoarele magnetice de deplasare sunt

    preferate deoarece influeneaz puin sau chiar deloc obiectele int, din punct de vedere mecanic.

    Scopul acestei lucrri este de a prezenta dou metode prin care se poate realiza transformarea unei

    mrimi fizice geometrice, n cazul nostru a unei distane, n semnal electric. Primul traductor de

    deplasare propus conine, la rndul su, un traductor liniar de cmp magnetic bazat pe efectul Hall, cu o

    sensibilitate de 2,5 mV / mT, al crui semnal electric este prelucrat analogic cu ajutorul unui

    amplificator operaional. Al doilea traductor de deplasare este, prin construcie, un transformator

    miniatur constituit din dou nfurri de 80 de spire din conductor de cupru cu diametrul de 0.08 mmbobinate pe un miez toroidal realizat din benzi metalice amorfe. S-au folosit benzi din 3 aliaje diferite:

    Fe77.5Si7.5B15, Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 i Co68.25Fe4.5Si12.25B15. Semnalulde ieire al ambelor

    traductoare este dat de cmpul magnetic msurat (dat de magneii permaneni folosii),astfel c funcia

    de traductor de deplasare este ndeplinit prin modificarea acestui cmp magnetic cu valoarea distanei

    sau deplasrii.

    13

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    14/17

    Dispozitivele experimentale ale celor dou traductoare de deplasare realizate au structura din figura

    1, n care se observ un sistem de poziionare a obiectului int (urub micrometric) i un corp de fixare

    a poziiei traductoarelor. Msurtorile au fost efectuate cu un sistem de achiziii de date, astfel c

    valorile tensiunilor de ieire ale traductoarelor au fost determinate cu precizie.

    Fig. 1. 1 traductor de deplasare; 4 magnet permanent; 5 corp mecanic de fixare al poziiei

    traductorului; 6 suport dielectric pentru magnetul permanent; 7 urub micrometric;

    n funcionarea celor dou traductoare, variaia cmpului magnetic nregistrat (n raport cu distana)

    se realizeaz n moduri diferite. Traductorul de deplasare cu efect Hall folosete o configuraie fix

    14

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    15/17

    ntre elemental sensibil i magnetul permanent, astfel c nu intervine nici o interaciune mecanic ntre

    traductor i obiectul int. n schimb, este necesar ca obiectul int s fie realizat din material

    feromagnetic, sau s aib ataat un corp auxiliar feromagnetic. Al doilea tip de traductor, avnd

    nfurarea primar alimentat cu un semnal constant n amplitudine i frecven, a fost testat ntr-o

    configuraie geometric cu magnet permanent mobil (ataat de obiectul int). Astfel, asupra seciuniitransversale a miezului metalic amorf acioneaz un cmp magnetic asimetric, variabil cu distana. Din

    acest motiv i curentul electric indus n nfurarea secundar este variabil n funcie de distana dintre

    traductor si obiectul int.

    Magneii permaneni folosii sunt de form cilindric, primul (cel din structura traductorului de

    deplasare cu efect Hall), cu diametrul de 4 mm i o inducie magnetic de 0,5 T la suprafa, iar al

    doilea, cu diametrul de 8 mm i o inducie magnetic de suprafa de 0,05 T. Valorile uzuale de ordinul

    volilor ale tensiunilor implicate n desfurarea experimentelor asigur o imunitate ridicat la zgomote.

    3.3 TRADUCTOARE DE DEBIT

    Principiul de masurare al traductoarelor magnetice de debit urmeaza legea inductiei electromagnetice

    a lui Faraday, unui conductor care se misca intr-un camp maganetic ii este aplicata o tensiune.

    In principiul de masurare electromagnetic , fluidul care curge reprezinta conductorul care se misca.

    Tensiunea indusa este proportionala cu viteza fluidului si este distribuit catre un amplificator pe caile a

    doi electrozi de masurare. Calculul debitului se face cunoscand aria sectiunii tevii parcurse de fluid.

    Campul magnetic de current continuu se realizeaza schimband alternativ polatitatea.

    15

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    16/17

    Ue = B L v

    Q = A v

    Ue tensiunea aplicata

    B- inductia magnetica

    L- distanta dintre electrozi

    v-viteza fluidului

    Q- debitul

    A-aria sectiunii tevii

    I intesitatea curentului

    16

  • 8/3/2019 Tema Bsa Traductoare Magnetice

    17/17

    BIBLIOGRAFIE

    -http://www.usv.ro/updoc/Senzori%20si%20traductoare%20-%20Suport%20de%20curs.pdf

    -http://ep.etc.tuiasi.ro/site/Senzori_si_Traductoare/Prezentare_curs/prez.sen11.ppt

    - http://ep.etc.tuiasi.ro/site/Senzori_si_Traductoare/Cursuri/senzori_11.pdf

    -http://tet.pub.ro/mat/an3/cia_lab/lucrarea_10.pdf

    -Traductoare magnetice de deplasare , Mihai Valentin Pop, Florin Mihai Tufescu, Universitatea

    Al. I. Cuza, Facultatea de Fizic, 6600 Iai(articol cerc studentesc)

    -catalog produse Endress+Hauser Romania SRL

    17