Manyetik miktarları ölçmek için araçlar ve yöntemler
Bazen teknik problemleri çözmek veya araştırma amacıyla manyetik büyüklükleri ölçmek gerekir. Tabii ki, gerekli manyetik miktarın değeri, bilinen ilk verilere dayanan formüllere başvurarak dolaylı olarak da belirlenebilir. Bununla birlikte, manyetik akı F, manyetik indüksiyon B veya manyetik alan şiddeti H'nin en doğru değerini elde etmek için doğrudan ölçüm yöntemi daha uygundur. Manyetik büyüklüklerin doğrudan ölçüm yöntemlerini ele alalım.
Prensip olarak, manyetik değeri ölçme yöntemi şuna dayanabilir: manyetik alan akıma veya tele. Manyetik alandan kaynaklanan kuvvet elektriksel prosese bağlanır ve daha sonra elektrikli bir ölçüm cihazı yardımıyla ölçülen miktarın değeri insan algısına uygun bir biçimde elde edilir.
Manyetik miktarları ölçmenin iki ana yöntemi vardır: indüksiyon ve galvanomanyetik.
Birincisi, manyetik akı değiştiğinde EMF'nin indüklenmesine, ikincisi ise manyetik alanın akım üzerindeki etkisine dayanır. Bu iki yöntemi ayrı ayrı inceleyelim.
Elektromanyetik indüksiyon yöntemi
Bobin L'nin dönüşleri manyetik akı F ile kesiştiğinde (devreye giren manyetik akı değiştiğinde), bobin iletkeninde manyetik değişim hızıyla orantılı bir EMF'nin (E) indüklendiği bilinmektedir. akı dF / dt, yani F değeriyle orantılıdır. Bu fenomen aşağıdaki formülle açıklanmaktadır:
Düzgün bir manyetik alanda, manyetik akı F, manyetik indüksiyon B ile doğru orantılı olacaktır ve orantılılık katsayısı, manyetik indüksiyon çizgileri tarafından delinmiş S halkasının alanı olacaktır.
Ötede - manyetik indüksiyon Olay bir vakumda meydana gelirse veya ortamın manyetik geçirgenliği hesaba katılarak - ayrıca bu ortamın bağıl manyetik geçirgenliği μ aracılığıyla B, manyetik alanın gücü H ile manyetik sabit μ0 aracılığıyla doğrudan orantılı olacaktır. .
Bu nedenle, indüksiyon yöntemi, değerleri bulmanızı sağlar: manyetik akı Ф, manyetik indüksiyon B ve manyetik alan kuvveti H. Manyetik akıyı ölçen cihazlara web ölçerler veya akı ölçerler (akıdan - akı) denir.
Bir Webermetre, parametreleri bilinen bir indüksiyon bobininden ve bir DUT entegratöründen oluşur. Entegrasyon cihazı bir manyetoelektrik galvanometredir.
Bir web metrenin bobini, manyetik alanın olduğu bir alana getirilirse veya bu alandan çıkarılırsa, web metrenin ölçüm mekanizmasının sapması (nokta sapması veya ekrandaki sayıların değişmesi) ile orantılı olacaktır. bu manyetik alanın indüksiyonu B.Matematiksel bağımlılık, aşağıdaki formülle kolayca tanımlanır:
Galvanomanyetik yöntem (Hall yöntemi)
Ampere kuvvetinin harici bir manyetik alanda bulunan akım taşıyan bir tele etki ettiği iyi bilinir ve sürece daha yakından bakarsak, Lorentz'in kuvveti telde hareket eden yüklü parçacıklara etki eder.
Dolayısıyla, iletken bir plaka manyetik alana yerleştirilirse ve plakadan doğru veya alternatif bir elektrik akımı geçerse, plakanın uçlarında doğrudan veya alternatif bir potansiyel farkı görünecektir. Bu potansiyel fark Ex, Hall EMF olarak adlandırılır.
Plakanın bilinen parametrelerine dayanarak, Hall EMF'yi bilerek, manyetik indüksiyon B'nin değerini belirlemek mümkündür. Manyetik indüksiyonu ölçmek için tasarlanmış bir cihaza teslametre denir.
Eğer Hall sensörü (Hall sensörü) bir kaynaktan güç alın ve ardından ikinci bir kaynaktan dengeleyici bir potansiyel fark uygulayın, ardından bir karşılaştırıcı kullanarak kompansatör yöntemiyle Hall emf'yi belirlemek mümkündür.
Cihaz oldukça basittir: ayarlanabilir dirençten alınan kompanzasyon gerilimi Hall emf ile antifazda uygulanır ve böylece Hall emf değeri belirlenir. Kompanzasyon devresi ve Hall sensörü aynı kaynaktan beslendiğinde jeneratörün gerilim ve frekansının kararsızlığından doğabilecek hata ortadan kalkar.
Hall sensörleri, elektrik motorlarında ve hareketli bir sabit mıknatıstan veya mıknatıslanmış bir trafo çekirdeğinden bir sinyal elde edilebilen diğer makinelerde rotor konum sensörleri olarak yaygın olarak kullanılır.Özellikle bazı uygulamalarda Hall sensörü, ölçüm akımı trafosuna bir tür alternatif görevi görür.