Bireysel sinirlerin manyetik alanının ultra duyarlı bir dedektörü oluşturuldu. Manyetik dedektör Teknik özellikler ve ekipman

GM3120 elektromanyetik radyasyon dedektörünün üreticisi Çinli Benetech şirketidir. Firmanın ürettiği cihaz elektromanyetik alanların şiddetini ölçmek için kullanılıyor. Cihazın kullanımı, çeşitli nesnelerden ve ev aletlerinden yayılan elektromanyetik radyasyonun voltajının ve akımının fiziksel değerlerini niteliksel olarak belirlemeyi mümkün kılar.

Benetech üreticisinden dedektör

Benetech'in ana uzmanlık alanı ölçüm ekipmanlarının üretimi ile ilgilidir. Tüm endüstrilerde voltaj, basınç, sıcaklık ve diğer parametreleri ölçmek için çeşitli tipte aletler kullanılır. Bunlar şunları içerir:

basınç ölçerler;
termometreler;
wattmetreler;
lüks metreler;
multimetreler vb.

Benetech şirketi sadece endüstriyel değil aynı zamanda ev tipi cihazlar da üretiyor. Bunlar şunları içerir:
Söz konusu dedektör. Cihaz, elektrikli ekipmanların, elektrik hatlarının ve ev aletlerinin etrafındaki elektromanyetik radyasyon seviyesini izlemek için uygundur.

Kullanım kolaylığı açısından dedektör cebinizde taşınabilir. Üretici sağlar
Cihazı düz bir yüzeye monte etme imkanı. Cihaz etkili bir şekilde tespit edebiliyor
insan sağlığı üzerinde olumsuz etkisi olan bir elektromanyetik alanın varlığı.

Üretici, cihaz için İngilizce ve Rusça talimatlar sağlar.

Cihazla birlikte verilen tüm belgeler tüketiciye Çince olarak sunulmaktadır.

Bir ölçüm cihazının seçimini kolaylaştırmak için tüm teknik özellikler talimatlarda belirtilmiştir.

Benetech pazarda gelişmiş bir üreticidir.

Bu şirketten ev tipi test cihazının satıldığı fiyat oldukça düşük.

Bu şirketin dedektörü çeşitli fiyatlardan satın alınabilir.
1080 ruble fiyata özel web sitelerinde veya süpermarketlerde. Bu ürünün ambalajı, üretici ve e-posta adresi hakkında bilgiler içerir.

Çin versiyonunda yapılan modelin kasa yüzeyinde hiyeroglifler bulunuyor.

Üretici ayrıca piyasaya cihazın İngilizce versiyonunu da sağlıyor. Dedektör satın alırken hiyerogliflere çok fazla önem vermenize gerek yoktur çünkü ölçüm için yalnızca cihaz ekranındaki sayılara ihtiyaç vardır.

Benetech ölçüm cihazının uygulama kapsamı

Test cihazının temel amacı elektromanyetik alanların ölçümü ile ilgilidir. Bu en çok
Evrenin kökeni aşamasında bilinen bir fiziksel nicelik ortaya çıktı. Görünür ışık, ölçüm cihazının incelediği göstergenin ana şeklidir.

Elektrik ve manyetik alanların incelenmesi, bunların elektromanyetik spektrumun bir parçası olduğunu ortaya çıkardı.
aşağıdaki türlerde gelen radyasyon:

statik elektrik;
manyetik;
Radyo dalgası;
kızılötesi;
Röntgen.

Cihazın uygulama kapsamı:

güç hatları (PTL'ler) veya çeşitli elektronik ekipman türleri tarafından üretilen elektromanyetik alanın (EMF) gücünün ölçülmesi;
gizli kablo tespiti;
elektrikli ekipmanın topraklama kalitesinin belirlenmesi;
evdeki elektrikli cihazlardan yayılan radyasyon yoğunluğu seviyesinin incelenmesi;
enerji santralleri, yüksek gerilim hatları, fabrikalar, askeri tesisler, havaalanları yakınındaki radyasyon durumunun incelenmesi.

SanPiN 2.1.2.1002-00 izin verilen maksimum hijyen standartlarını belirler. Rusya koşullarında normal elektromanyetik radyasyon seviyesinin 10 µT olduğu kabul edilir. EMF faktörünün etkisinin olumsuz sonuçlarını önlemek için Dünya Sağlık Örgütü (WHO), bu göstergenin 0,2 µT'ye eşit güvenli bir seviyesini önermektedir. Bu durumda EMF'nin etkilerinin araştırılmasındaki belirsizlik dikkate alınmalıdır.

Dedektör yetenekleri

Test cihazı kullanışlıdır çünkü elektrikli ev aletlerinden ve ekipmanlarından kaynaklanan elektromanyetik radyasyonun yoğunluğunu ölçmek için kullanılabilir.

Dedektör, dairede gizli kabloların varlığını tespit etmenizi sağlar.

Dahili sensör sayesinde, optimalliği 2 modun varlığına bağlı olan test sonuçlarını öğrenebilirsiniz.

Ekranda aşağıdaki birimlerle ölçülen hassas dijital veriler görüntülenir:

elektrik alanı - V/m;
manyetik alan - µt.

Ölçüm işlemi sırasında mesafedeki hafif bir artışın alan gücünü azaltabileceğini fark edebilirsiniz.

Aynı zamanda yeterli güce sahip ev aletleri elektromanyetik alanı uzak bir mesafeye iletir.

Böylece Benetech'in dedektörü,
Günlük yaşamda ve endüstriyel ortamlarda kullanıldığında, elektrikli cihazların ve diğer nesnelerin yakınındaki elektromanyetik radyasyonu kontrol etmenizi sağlar.

GM3120 cihazının kullanılması, yalnızca kablonun yerini önceden belirlemeyi değil, aynı zamanda yeni kabloları başarıyla döşemenin, duvarları delmenin ve priz takmanın mümkün olduğu bir yer seçmeyi de mümkün kılar.

İnsan vücudundaki elektrik ve manyetik alanlara aşırı ve sürekli maruz kalma ile bazı hastalıkların gelişme olasılığı artar. Üreticiye göre cihaz, kardiyovasküler patoloji teşhisi konanlar için vazgeçilmezdir.

Dedektör görünümü

Dedektörün geleneksel bir multimetreyi anımsatan kompakt görünümü, cihazın kullanım kalitesini garanti eder. Gövde parlak turuncu renktedir ve kenarları nervürlüdür. Bu, cihazı elinizde rahatça tutmanıza olanak tanır.

Cihazın ana parametrelerinin bulunduğu bir plakanın bulunduğu test cihazının arkası, pil için bir bölme sağlar. Krona tipi (9 V) bir aküdür.

Vücut öyle tasarlanmıştır ki
Pil yanlış yerleştirilemez. Test cihazının üst kısmında küçük bir monokrom ekranın varlığı, fiziksel büyüklük göstergelerini tanımlamanıza olanak tanır.

Cihaz gövdesinde bulunan ekranın altında ölçüm alınmasını sağlayan 3 adet buton bulunmaktadır. Onun üzerinde
ölçümlerin gerçekleştirilebileceği frekans aralığı belirtilir. Ayrıca yer ayrılmış
sayacın marka adı ve model adı için.

Test cihazı ekranının altında “Elektromanyetik Radyasyon Test Cihazı” yazısı bulunmaktadır. İngilizceden çevrildi
Dilde “radyasyon” kelimesi radyasyon anlamına gelir. Ekranın altındaki yazının tamamı "elektromanyetik radyasyon test cihazı" anlamına geliyor ancak dedektörün radyoaktif cihazlarla hiçbir ilgisi yok.

Yazının sağında 40 V/m ve/veya 0,4 μT eşiği aşıldığında tetiklenen kırmızı bir LED bulunmaktadır. İzin verilen limitlerin aşıldığı tespit edildiğinde LED yanıp sönmeye başlar. Ses açıldığında cihaz bir bip sesi çıkarır.

Cihazın avantajları ve dezavantajları

Cihazın avantajı açık havada veya kapalı alanda elektromanyetik radyasyon ortamını tespit edebilmesidir.

Bu test cihazı profesyonel bir ölçüm cihazı olmadığından yalnızca yaklaşık fiziksel büyüklükler tespit edilir.

Üretici tarafından beyan edilen dedektörün doğruluğu, elektromanyetik alanın gücünün hatasız olarak belirlenmesini mümkün kılmaz.

Test cihazının avantajı, ev aletleri tarafından iletilen elektromanyetik alanın gücünü belirli bir mesafeden ölçebilme yeteneğidir.

Cihaz, 2000 MHz'e kadar frekans aralığındaki elektromanyetik radyasyonu ölçebilir, dolayısıyla cihaz WiFi radyasyonuna yanıt verme yeteneğine sahip değildir.

Test cihazı, onu benzer sayaçlardan ayıran aşağıdaki avantajlara sahiptir:

çift EMF ölçüm modu;
ses ve ışık alarmlarının varlığı;
ölçüm değerlerinin metin istemleri şeklinde görüntülenmesi;
üç bölgeli ekran;
ölçüm sonuçlarının eşzamanlı görüntülenmesi imkanı;
okumalar güvenli değerleri aşarsa otomatik alarm;
pil şarj göstergesinin varlığı;
ekranın arka ışığını otomatik olarak kapatma yeteneği;
ortalama ve tepe ölçüm değerlerinin görüntülenmesi;
enerji tasarrufu modu;
Verileri ekranda tutan “HOLD” işlevi.

Ekranın sağ tarafında çalışma modu ve kalan pil şarjı ile ilgili bilgiler gösterilir.
Cihazla karanlıkta bile ölçüm yapabilirsiniz. Üniforma nedeniyle buna izin veriliyor
arka ışık. Çok parlak değil, bu da göze hoş geliyor. Vücudun yanlarından
Metre, cihazı elinizde tutmayı daha rahat hale getiren çıkıntılı elemanlara sahiptir.

Teknik özellikler ve ekipman

Bir dedektör satın almadan önce, sunulan teknik özelliklere kendinizi alıştırmanız daha iyi olur.
cihazın talimatlarında. Elektrik alanın ölçü birimi V/m, manyetik alanın birimi ise
µT GM3120 dedektör modeli, elektrik ve manyetik alanların ölçümü için sırasıyla aşağıdaki işlevsel ve teknik parametrelere sahiptir:

ölçüm adımı 1 V/m, 0,01 μT'dir;
alarmın eşik değeri 40 V/m, 0,4 µT'dir.

Sağlanan ölçüm parametreleri arasında dikkat etmeniz gerekenler şunlardır:
aşağıdaki aralıklar:

elektrik alanı - 1-1999 V/m;
manyetik alan - 0,01-19,99 µT;
frekanslar (örnekleme süresi) - 5-3500 MHz;
çalışma sıcaklıkları - 0...+50°C.

Test modu süresi yaklaşık 0,4 saniyedir. Cihaz düşük koşullarda çalışabilmektedir.
9 V çalışma voltajında (1 Krona pil) aydınlatma ve nem% 80'den fazla olmamalıdır. Cihazın LCD ekranı 43x32 mm boyutlarındadır. Sayacın ağırlığı 146 gr olup boyutları
130x65x30mm. Cihaz, orijinal ambalajında talimatlar ve bir pil ile birlikte gelir.

GM3120 ölçüm cihazının çalışma prensibi

Test cihazının çalışma prensibi aşağıdakilerin ölçümüyle ilgili göstergelerin tanımlanmasına dayanmaktadır:
Radyasyon nesnesinden belirli bir mesafedeki fiziksel miktarlar:

bir elektrik alanının oluşmasına neden olan voltaj;
manyetik alanın ortaya çıkmasına neden olan akım gücü.

Elektrik alan kuvveti metre başına volt (V/m) cinsinden ölçülür ve manyetik alan kuvveti metre başına amper cinsinden ölçülür.
(A/m). Cihaz kapatılsa bile elektrik alanı korunabilir. Gibi
Cihazdan uzaklaştıkça bu rakam azalıyor. Bir elektrik alanının varlığı nötralize edilir
çoğu inşaat malzemesi.

Ekrandaki üst gösterge, bir elektrik alanının veya düşük frekansın varlığına ilişkin verileri yansıtır
radyasyon. Maksimum okuma değeri 1999 V/m'ye eşit bir eşiktir. Normlara göre
SanPiNa, izin verilen maksimum seviyenin değeri 500 V/m'dir. En büyük tehlike
açık alanda çok fazla gerilim yaratan nesnelerdir;
enerji hattı direkleri.

Cihaz ekranındaki alt gösterge, manyetik alanı veya yüksek frekansı belirlemenizi sağlar
µT cinsinden ölçülen radyasyon. Bu tür radyasyon cep telefonlarından, bilgisayarlardan,
TV'ler vb. Maksimum seviyenin 19,99 µT (mikrotesla) olduğu kabul edilmektedir. Manyetik varlığı
alanlar çoğu inşaat malzemesiyle ortadan kaldırılamaz.

Elektromanyetik alan ölçümü

Ölçüm cihazının kalbi, evrensel tipte tek çipli bir mikro denetleyici WT56F216'dır. Solunda, HT1621B belleğini yönetme özelliğiyle donatılmış ekran denetleyicisi bulunur. Mikrodenetleyicinin üzerinde 27M2C işlemsel yükselteç bulunmaktadır. Kapağı gövdeden çıkararak cihazı sökerseniz tüm bunlar öğrenilebilir.

Sayacı açmak için yeniden birleştirmeniz gerekecektir. Gitmeye hazır olduğunda onu açabilirsiniz. Bu sırada ekranın tüm bölümleri yanmaya başlar. Ekranın üst kısmında elektrik alan şiddeti birimi veya “V/m” (metre başına volt) gösterilir. Ekranın alt kısmında “μT” (mikrotesla) görüntülenir, yani T'nin birim katı, yani 0,000001 T (tesla). Bu, manyetik indüksiyonun, yani manyetik indüksiyonun akı yoğunluğunun bir ölçüm birimidir.

Ekranın altında küçük bir kırmızı LED var. İzin verilen seviye aşıldığında kırmızı renkte yanıp söner. Ölçüm almak için cihazın açılması ve ardından üst kenarı evdeki cihaza mümkün olduğunca yaklaştırılması gerekir. Dedektörün ucunda bir anten vardır, bu nedenle bu tarafı incelenen nesneye doğru yönlendirilmelidir.

Ölçüm sonucu güvenli olanı aşarsa cihaz otomatik olarak ses ve ışık sinyali verir.
Anlam. Ekranın altında 3 düğme vardır:

Aşağıdaki düğme. Düğmeye basılı tutulduğu cihazın gücünü (ekran arka ışığı) açar/kapatır.
HOLD/BEEP düğmesi. Kısa süre basıldığında ekranda görüntülenen değer kaydedilir; uzun basıldığında ayarlanan norm aşıldığında ses açılır/kapanır.
"AVG/VPP" düğmesi. Cihazı ortalama/tepe moduna geçirir.

AVG\VPP düğmesi ölçüm modunu değiştirir. VPP modu ekranda maksimum okuma değerini kaydetmenize izin veriyorsa, test cihazı tarafından gerçekleştirilen dinamik ölçümler için AVG sağlanır. Okumalar saniyede 3 kez değişebilir.
Elektromanyetik alanları ölçmek için kullanılan GM3120 dedektörünün incelenmesi, ana noktayı ortaya koymaktadır.
Bu cihazın avantajları.

Dolayısıyla Çinli Benetech firmasının ürettiği sayaç kompakt bir cihazdır. Cihaz insanlar için güvenlidir. Normu SanPiN tarafından belirlenen değeri aşan elektromanyetik radyasyon kaynaklarını ortadan kaldırmak için kendi sağlığınızı korumak için kullanılabilir.

Bu ilginç cihaz, etrafımızı saran elektromanyetik radyasyon dünyasını duymanızı sağlar. Çeşitli elektronik cihazların ürettiği yüksek frekanslı radyasyon titreşimlerini duyulabilir bir forma dönüştürür. Bilgisayarların, tabletlerin, cep telefonlarının vb. yakınında kullanabilirsiniz. Bu sayede elektroniklerin çalıştırılmasının yarattığı gerçekten benzersiz sesleri duyabileceksiniz.

Şematik diyagram

Şema, bu etkinin mümkün olan en az sayıda radyo elemanı ile uygulanmasını varsayar. Daha fazla iyileştirme ve düzeltme sizin takdirinize bağlıdır. Bazı parça değerleri ihtiyaçlarınıza göre uyarlanabilir, bazıları ise kalıcıdır.

Oluşturma süreci

Montaj, en az 15 x 24 delikli bir devre tahtasının kullanılmasını gerektirir ve elemanların üzerine yerleştirilmesine özellikle dikkat edilir. Fotoğraflar, radyo elemanlarının her birinin önerilen konumunu ve aralarında hangi bağlantıların yapılması gerektiğini göstermektedir. Baskılı devre kartı üzerindeki atlama telleri, kablo parçalarından veya kurulumdan sonra kalan diğer elemanlardan (dirençler, kapasitörler) kesilmiş bacaklardan yapılabilir.

Öncelikle L1 ve L2 bobinlerini lehimlemeniz gerekir. Bunları birbirlerinden uzaklaştırmak iyidir, bu bize alan kazandıracak ve stereo etkisini artıracaktır. Bu bobinler devrenin temel elemanıdır; çevreden elektromanyetik radyasyon toplayan antenler gibi davranırlar.

Bobinleri lehimledikten sonra C1 ve C2 kapasitörlerini takabilirsiniz. Kapasiteleri 2,2 μF'dir ve kulaklıklarda duyulacak seslerin alt kesme frekansını belirler. Kapasitans değeri ne kadar yüksek olursa sistemde üretilen sesler de o kadar düşük olur. En güçlü elektromanyetik gürültü 50 Hz'de bulunur, dolayısıyla onu filtrelemek mantıklıdır.

Daha sonra 1 kOhm dirençleri lehimliyoruz - R1 ve R2. Bu dirençler, R3 ve R4 (390 kOhm) ile birlikte devredeki işlemsel yükseltecin kazancını belirler. Gerilim inversiyonu sistemimizde özellikle önemli değildir.

Sanal kütle, 100 kOhm dirençli R5 ve R5 dirençleridir. Bunlar basit bir voltaj bölücüdür ve bu durumda 9 V voltajı yarıya bölerler, dolayısıyla devre açısından m/s sanal zemine göre -4,5 V ve +4,5 V tarafından çalıştırılır.

OPA2134, NE5532, TL072 ve diğerleri gibi standart pinlere sahip herhangi bir işlemsel amplifikatörü sokete yerleştirebilirsiniz.

Pili ve kulaklıkları bağlarız - artık bu akustik monitörü elektromanyetik alanları dinlemek için kullanabiliriz. Pil panele bantla yapıştırılabilir.

Ek özellikler

İşlevselliği artırmak için neler eklenebilir? Ses seviyesi kontrolü - devre çıkışı ile kulaklık jakı arasında iki potansiyometre. Güç anahtarı - artık akü bağlantısı kesilene kadar devre her zaman açıktır.

Test sırasında cihazın alan kaynağına karşı çok hassas olduğu ortaya çıktı. Örneğin cep telefonunuzun ekranının nasıl güncellendiğini veya USB kablosunun veri aktarırken ne kadar güzel şarkı söylediğini duyabilirsiniz. Açık bir hoparlöre takıldığında, çalışan bir hoparlörün bobininin elektromanyetik alanını toplayan normal ve oldukça hassas bir mikrofon gibi çalışır.

Yer bulucu gibi duvardaki kablolar için iyi görünüyor. Sadece 4 kapasitansın tamamını 10 µF'ye çıkararak bası yükseltmeniz gerekiyor. Dezavantajı ise oldukça fazla gürültü olması ve sinyalin de çok zayıf olmasıdır; örneğin bir tür ek güç amplifikatörüne ihtiyacınız vardır.

HF dedektörünün çalışma videosu

OLAĞANÜSTÜ ELEKTROMANYETİK ALAN DEDEKTÖRÜ makalesini tartışın

Çoğu zaman, çeşitli elektrik jeneratörleri veya motorları inşa ederken mıknatısın kutbunu belirlemek gerekir. Hemen hemen herkes okul fizik derslerinden bir mıknatısın iki kutbu olduğunu bilir: kuzey (“N” harfiyle maviyle gösterilir) ve güney (“S” harfiyle kırmızıyla gösterilir).
Bu basit elektronik dedektör, bir mıknatısın kutbunun adını belirlemenize yardımcı olacaktır. Bunu inşa etmek için kıt parçalara ve bileşenlere ihtiyacınız yok.
Dedektör, sensör olarak eski bir bilgisayar soğutucusundan çıkarılabilen bir Hall sensörünü kullanır. Neyse ki, artık herkesin bu kadar çok "iyi"si var.
Bildiğiniz gibi bilgisayar fanlarının fırçasız bir motoru var. Armatür üzerindeki iki sarımdan ve bir anahtarlama elemanından - bir Hall sensöründen oluşur. Bu sensör, pervanede bulunan hareketli manyetik halkanın konumuna bağlı olarak sargıları değiştirir.

Fan devresi

Bu elemanın dört pimi vardır. Bunlardan ikisi güç kaynağı ve manyetik alana bağlı olarak gücün yerleştirildiği iki çıkıştır. Yani güç seviyesi pinlerden yalnızca birinde olabilir.

Manyetik dedektör devresi

Sargılar yerine çok renkli LED'leri sınırlayıcı bir dirençle bağlayacağız. Tüm devreyi 3 Voltluk madeni para büyüklüğündeki pilden besleyeceğiz.
Devreyi breadboard üzerine kuracağız. Sensörü biraz terminallerde gösterelim.

Hadi kontrol edelim. Bu sensörün tek dezavantajı, manyetik alanın varlığına bakılmaksızın seviyenin her zaman terminallerden birinde mevcut olmasıdır. Bu nedenle devreyi kaynağa bağlamak için bir güç düğmesi ekledim. Sonunda şu şekilde çalışır: mıknatısa getirin, düğmeye basın - alanı gösteren LED yanar, işte bu - düğme bırakılabilir.

Tahtayı düz bir işaretleyiciden muhafazaya yerleştirdim. Her şey çok güzel çıktı. Sonuç olarak böyle bir cep manyetik alan göstergesinin sahibi oldum. Tarıma uygundur.

Bu makale ne hakkında?

Manyetik alanın parametrelerini belirlemek için manyetik alan sensörleri kullanılır. Çalışma prensibi dört fiziksel olaya dayanmaktadır. Makale, çeşitli manyetik alan dedektörlerinin tasarımını açıklamaktadır. Her uygulamanın avantajları ve dezavantajları.
Diğer yazılara da bakabilirsiniz. Örneğin “Brinell, Vickers ve Rockwell sertlik test cihazlarının çalışma prensibi” veya “Tahribatsız muayene nedir, nerede ve nasıl kullanılır”.

Manyetik alan parametrelerini tespit etmek ve ölçmek için oldukça fazla sayıda cihaz bulunmaktadır, bu nedenle hem tamamen teknik hem de günlük birçok alanda kullanılmaktadırlar. Bu dedektörler navigasyon görevleri, dönme açısı ve hareket yönünün ölçülmesi, bir nesnenin koordinatlarının belirlenmesi, “dost veya düşman”ın tanınması vb. ile ilgili sistemlerde kullanılmaktadır.

Bu tür sensörlerin geniş uygulama yelpazesi, bunların uygulanması için manyetik alanın çeşitli özelliklerinin kullanılmasını gerektirir. Bu yazıda manyetik alan sensörlerinin doğasında bulunan çalışma prensipleri tartışılmaktadır:

Wiegand efektinin kullanılması;
manyetorezistif;
indüksiyon;
Hall etkisi üzerinde çalışmak;

Wiegand sensörleri

Sensörün çalışması Amerikalı bilim adamı Wigand'ın keşfettiği bir etkiye dayanmaktadır. Wiegand etkisinin özü aşağıdaki gibidir. Ferromanyetik bir tel manyetik alana sokulduğunda, manyetik polarizasyonda kendiliğinden bir değişiklik meydana gelir. Bu olgu iki koşul karşılandığında gözlenir. Öncelikle telin özel bir kimyasal bileşime (%52 kobalt, %10 vanadyum - vikalloy) ve iki katmanlı bir yapıya (sağdaki resim) sahip olması gerekir. İkincisi, manyetik alan kuvvetinin belirli bir eşik değerinin üzerinde olması gerekir. ateşleme eşiği.

Telin polarizasyonundaki değişim anı, telin yanına yerleştirilen bir indüktör kullanılarak gözlemlenebilir. Terminallerindeki endüktif voltaj darbesi birkaç volta ulaşır. Manyetik alanın yönü değiştiğinde indüklenen darbelerin polaritesi de değişir. Şu anda bu etki, telin yumuşak manyetik çekirdeğinde ve sert manyetik kabuğundaki temel mıknatısların farklı oranlarda yeniden yönlendirilmesiyle açıklanmaktadır.

Wiegand sensörlerinin tasarımı bir indüktör ve bir Wiegand teli içerir. Telin polarizasyonu değiştiğinde etrafına sarılan bobin bu değişimi kaydeder.

Wiegand algılama elemanları akış ölçerlerde, hız, dönüş açısı ve konum sensörlerinde kullanılır. Ayrıca bu unsurun en yaygın kullanım alanlarından biri de hepimizin günlük olarak kullandığı kimlik okuma sistemleridir. Mıknatıslanmış bir kart uygulandığında Wiegand sensörünün tepki verdiği alan gücü değişir.

Wiegand sensörünün avantajları arasında harici elektrik ve manyetik alanların etkisinden bağımsız olması, geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-80° ... +260°C) ve güç kaynağı olmadan çalışması yer alır.

Manyetodirençli manyetik alan sensörleri, hassas bir eleman olarak bir manyetodirenç içerir. Sensörün çalışma prensibi, manyetik alan alanındaki malzemenin omik direncini değiştirme etkisidir. Bu etki en çok yarı iletken malzemelerde belirgindir. Dirençlerindeki değişim, metallerinkinden birkaç kat daha büyük olabilir.

Etkinin fiziksel özü aşağıdaki gibidir. Akan bir akıma sahip bir yarı iletken eleman manyetik bir alanda olduğunda, Lorentz kuvvetleri elektronlara etki eder. Bu kuvvetler yük taşıyıcıların hareketinin doğrusaldan sapmasına, bükülmesine ve dolayısıyla uzamasına neden olur. Ve bir yarı iletken elemanın terminalleri arasındaki yolun uzatılması, direncindeki bir değişikliğe eşdeğerdir.

Bir manyetik alanda, elektronların “yolunun” uzunluğundaki değişiklik, bu alanın mıknatıslanma vektörlerinin ve akan akımın alanının göreceli konumu ile belirlenir. Alan ile akım vektörleri arasındaki açı değiştiğinde direnç de orantılı olarak değişir.

Böylece sensörün direnç değeri bilinerek manyetik alanın niceliksel özellikleri değerlendirilebilir.

Manyetodirenç büyük ölçüde magnetorezistörün tasarımına bağlıdır. Yapısal olarak, manyetik alan sensörü, üzerinde yarı iletken şerit bulunan bir alt tabakadan oluşan bir manyetodirençtir. Sonuçlar şeritte işaretlenmiştir.

Hall etkisinin etkisini ortadan kaldırmak için yarı iletken şeridin boyutları belirli toleranslar dahilinde tutulur; genişliği uzunluğundan çok daha fazla olmalıdır. Ancak bu tür sensörler düşük dirence sahiptir, bu nedenle gerekli sayıda şerit bir alt tabakaya yerleştirilir ve seri olarak bağlanır.

Aynı amaç için sensör genellikle Corbino diski şeklinde yapılır. Sensör, diskin merkezinde ve çevresi boyunca bulunan terminallere bağlanarak güç sağlar. Manyetik alanın yokluğunda, akım yolu doğrusaldır ve diskin merkezinden yarıçap boyunca çevreye doğru yönlendirilir. Manyetik alanın varlığında, diskin zıt yüzleri olmadığından Hall emk'si ortaya çıkmaz. Sensörün direnci değişir - Lorentz kuvvetlerinin etkisi altında mevcut yollar bükülür.

Bu tip sensörler yüksek hassasiyetleri nedeniyle manyetik alanın durumundaki ve yönündeki küçük değişiklikleri ölçebilir. Navigasyon sistemlerinde, manyetometride, örüntü tanımada ve nesne konumu belirlemede kullanılırlar.

Bu tip sensörler jeneratör tipi sensörlere aittir. Bu tür sensörlerin tasarımları ve amaçları farklıdır. Değişken ve sabit manyetik alanların parametrelerini belirlemek için kullanılabilirler. Bu derlemede sabit manyetik alanda çalışan bir sensörün çalışma prensibi anlatılmaktadır.

İndüksiyon sensörlerinin çalışma prensibi, alternatif bir manyetik alanın bir iletkende elektrik akımı oluşturma yeteneğine dayanmaktadır. Bu durumda iletkende ortaya çıkan indüklenen emk, içinden geçen manyetik akının değişim hızıyla orantılıdır.

Ancak sabit bir alanda manyetik akı değişmez. Bu nedenle, sabit bir manyetik alanın parametrelerini ölçmek için, sabit hızda dönen endüktans bobinli sensörler kullanılır. Bu durumda manyetik akı belirli bir periyodiklikle değişecektir. Bobin terminallerindeki voltaj, akının değişim hızına (bobin sarım sayısı) ve bobin sarım sayısına göre belirlenecektir.

Bilinen verileri kullanarak, düzgün bir manyetik alanın manyetik indüksiyonunun büyüklüğü kolayca hesaplanır.

Sensörün tasarımı şekilde gösterilmiştir. Elektrik motorunun şaftı üzerinde bulunan indüktör olabilen bir iletkenden oluşur. Gerilim, fırçalar kullanılarak dönen bobinden uzaklaştırılır. Bobin terminallerindeki çıkış voltajı, büyüklüğü daha büyük olan, indüktörün dönme hızı ne kadar yüksekse ve alanın manyetik indüksiyonu da o kadar büyük olan alternatif bir voltajı temsil eder.

Hall etkisi manyetik alan sensörleri, hareketli elektrik yüklerinin manyetik alanla etkileşimi olgusunu kullanır.

Efektin özü şekilde gösterilmektedir. Akım, harici bir kaynaktan yarı iletken levhadan akar.

Plaka, akım akışına dik bir yönde ona nüfuz eden bir manyetik alanın içindedir. Lorentz kuvvetinin etkisi altındaki manyetik alanda elektronlar doğrusal hareketten sapar. Bu kuvvet onları manyetik alanın yönüne ve akımın yönüne dik bir yönde hareket ettirir.

Bu durumda plakanın üst kenarında alt kenarına göre daha fazla elektron bulunacaktır. potansiyel fark ortaya çıkar. Bu potansiyel fark, çıkış voltajının - Hall voltajının - ortaya çıkmasına neden olur. Hall voltajı akım ve manyetik alan indüksiyonu ile orantılıdır. Plakadan geçen akımın sabit bir değerinde, yalnızca manyetik alan indüksiyonunun değeri ile belirlenir (soldaki şekil).

Sensörler için hassas elemanlar ince yarı iletken plakalardan veya filmlerden yapılır. Bu elemanlar alt tabakalara yapıştırılır veya püskürtülür ve harici bağlantılar için pimlerle sağlanır.

Bu tür hassas elemanlara sahip manyetik alan sensörleri, yüksek hassasiyet ve doğrusal çıkış sinyali ile karakterize edilir. Otomasyon sistemlerinde, ev aletlerinde ve çeşitli birimlerin çalışmasını optimize etmeye yönelik sistemlerde yaygın olarak kullanılırlar.

Deneysel kurulum diyagramı

İllüstrasyon: Kasper Jensen ve diğerleri, 2016, arXiv:1601.03273

Danimarkalı ve Rus bilim insanları, bireysel sinirlerin manyetik alanını ölçmek için oda sıcaklığında çalışan ve neredeyse sınırsız hassasiyete sahip, invaziv olmayan bir yöntem geliştirdiler. Önbasımı arxiv.org'da bulunan bir yayında çalışmalarını bildirdiler.

Sinyal sinir lifleri boyunca elektriksel aksiyon potansiyeli şeklinde ilerler. Sinirlerin elektriksel aktivitesinin kaydedilmesi, sinir sisteminin fizyolojisinin incelenmesi ve hastalıklarının teşhisi için kritik öneme sahiptir. Ancak sinir lifinin elektriksel potansiyelini ölçmek için mikroelektrota bağlanması gerekir ve bu da ameliyat gerektirir. Ayrıca elektrot bağlantısının kendisi de sinyal özelliklerini bozabilir.

Dolayısıyla sinirlerin elektriksel aktivitesi yarattığı manyetik alanla ölçülür. Bu alan oldukça zayıftır ve kayıt altına alınabilmesi için oldukça hassas yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. 1980'lerden bu yana, bu yöntem, süper iletken bir kuantum interferometre (SQUID, İngilizce'den) kullanılarak manyetometri olmuştur. KALAMAR, Süper iletkenKuantumParazit yapmakCihaz). Bu yöntem hantal ve pahalıdır, iletkenin çok düşük sıcaklıklara soğutulmasını gerektirir ve yalnızca dedektör bobininden geçen sinirin manyetik alanını ölçebilir, bu da klinikte kullanımını imkansız hale getirir.

Kopenhag ve St. Petersburg üniversitelerinin çalışanları, kendi tasarımlarına sahip değiştirilmiş bir optik atomik manyetometre kullandılar. Eylemi, sezyum gazı atomlarının harici bir manyetik alanın etkisi altında ışığı polarize etme yeteneğine dayanmaktadır (sezyum, oda sıcaklığında yüksek ölçüm doğruluğu sağlayan yüksek buhar basıncı nedeniyle seçilmiştir). Polarize ışık kaynağı olarak lazer kullanılır. Manyetik alan ölçümleri sabit ve darbeli olmak üzere iki modda gerçekleştirilir. Tüm bunlar, yalnızca kuantum etkileriyle sınırlı olan ölçüm doğruluğunun elde edilmesine yardımcı oldu; cihaz, pikotesladan (10 -12 Tesla) daha düşük bir endüktansa sahip manyetik alanları tespit etme kapasitesine sahiptir.

Sezyum buhar odası olan sensör, 5,3 milimetre iç çapa ve 0,85 milimetre duvar kalınlığına sahip olup, sinir lifinden dört milimetre uzaklıkta, yani örneğin yüksek hassasiyette ölçüm yapılmasına olanak sağlar. , deri yoluyla. Kurbağanın siyatik siniri üzerinde yapılan testler, sinir liflerinin elektriksel aktivitesini ve bu aktivitedeki değişiklikleri oda sıcaklığında gerçek zamanlı olarak kaydetmeyi mümkün kıldı.

Çalışma yazarları, "Böyle bir manyetometre, fetal kardiyografi, retinadaki sinaptik etkileşimlerin kaydı ve manyetoensefalografi gibi fizyolojik ve klinik alanlarda tıbbi teşhis için uygundur" diye yazıyor.