Средства и методи за измерване на магнитни величини

Понякога за решаване на технически проблеми или за изследователски цели се налага измерване на магнитни величини. Разбира се, стойността на необходимото магнитно количество може също да бъде установена индиректно чрез прибягване до формули, базирани на известни първоначални данни. Въпреки това, за да се получи най -точната стойност на магнитния поток Ф, магнитната индукция В или силата на магнитното поле Н, методът за директно измерване е по -подходящ. Нека разгледаме методите за директно измерване на магнитни величини.

По принцип методът за измерване на магнитната стойност може да се основава на магнитно поле към тока или към проводника. Силата, причинена от магнитното поле, се свързва с електрическия процес и след това с помощта на електрическо измервателно устройство се получава стойността на измерената величина във форма, удобна за човешкото възприятие.

Има два основни метода за измерване на магнитни величини: индукционен и галваномагнитен.

Първият се основава на индукцията на ЕМП при промяна на магнитния поток, вторият — върху действието на магнитното поле върху тока. Нека разгледаме тези два метода поотделно.

Метод на електромагнитна индукция

Известно е, че когато завоите на бобината L се пресичат от магнитния поток Ф (когато магнитният поток, проникващ във веригата се промени), в проводника на бобината се индуцира ЕМП (Е), пропорционална на скоростта на промяна на магнитния поток dФ / dt, тоест пропорционален на неговата стойност F. Това явление се описва с формулата:

При еднородно магнитно поле магнитният поток Ф ще бъде правопропорционален на магнитната индукция В, а коефициентът на пропорционалност ще бъде площта на контура S, пробит от линиите на магнитната индукция.

По -нататък — магнитна индукция B ще се окаже пряко пропорционален на силата на магнитното поле H чрез магнитната константа μ0, ако явлението се случи във вакуум, или като се вземе предвид магнитната пропускливост на средата — също и чрез относителната магнитна пропускливост μ на тази среда.

И така, индукционният метод ви позволява да намерите стойностите: магнитен поток Ф, магнитна индукция В и сила на магнитното поле Н. Устройствата за измерване на магнитния поток се наричат ​​уебметри или флуксметри (от поток — поток).

Webermeter се състои от индукционна намотка с известни параметри и DUT интегратор. Интегриращото устройство е магнитоелектричен галванометър.

Ако намотката на уеб метър бъде внесена или извадена от пространство, където има магнитно поле, тогава отклонението на измервателния механизъм на уеб метра (отклонение на стрелката или промяна на числата на дисплея) ще бъде пропорционална на индукцията В на това магнитно поле. Математическата зависимост лесно се описва с формулата:

Галваномагнитен метод (метод на Хол)

Добре известно е, че силата на Ампер действа върху проводник с ток, разположен във външно магнитно поле, и ако разгледаме процеса по -скрупулно, тогава силата на Лоренц действа върху заредените частици, движещи се в проводника.

Така че, ако проводима плоча е поставена в магнитно поле и през плочата преминава постоянен или променлив електрически ток, тогава в краищата на плочата ще се появи постоянна или променлива потенциална разлика. Тази потенциална разлика Ex се нарича ЕМП на Хол.

Въз основа на известните параметри на плочата, познавайки ЕМП на Хол, е възможно да се определи стойността на магнитната индукция B.Устройство, предназначено за измерване на магнитната индукция, се нарича тесламетър.

Ако Датчик на Хол (сензор на Хол) мощност от един източник и след това да се приложи компенсираща потенциална разлика от втори източник, след което е възможно да се определи ЕРС на Хол чрез компенсаторния метод с помощта на сравнител.

Устройството е съвсем просто: компенсиращото напрежение, взето от регулируемия резистор, се подава в антифаза с ЕРС на Хол и по този начин се определя стойността на ЕРС на Хол. Когато компенсационната верига и сензорът на Хол се захранват от един и същ източник, грешката, която може да възникне от нестабилността на напрежението и честотата на генератора, се елиминира.

Датчиците на Хол се използват широко като сензори за положение на ротора в електродвигатели и други машини, където може да се получи сигнал от движещ се постоянен магнит или от намагнетизирано ядро ​​на трансформатора. По -специално, сензорът на Хол в някои приложения действа като своеобразна алтернатива на измервателния токов трансформатор.