МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ДАТЧИКИ В ПОЛИГРАФИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ

February 27, 2014 by admin Комментировать »

Магниточувствительные датчики основаны на магниторезистивном эффекте полупроводникового материала. Он состоит в том, что материалы под воздействием внешнего магнитного поля изменять свое сопротивление. К ним, в частности, относятся вещества на основе InSb (индий-сурьма), In As (индий-мышьяк), GaAs (галлий-мышьяк), Ge (германий), Si (кремний). Наиболее подходящим материалом для использования в магнитных датчиках является основа InSb, обладающая наибольшей подвижностью основных носителей заряда. Сопротивление полупроводника Rb в магнитном поле описывается формулой:

где Ro – сопротивление полупроводника вне магнитного поля; р/, – сопротивление полупроводника в магнитном поле; р/, – сопротивление магнитного поля; В – плотность магнитного потока; т – коэффициент, характеризующий отношение ширины к длине элемента.

В отсутствии магнитного поля движение носителей заряда в полупроводнике осуществляется по наименьшему пути (рис. Е12) . При внесении элемента в магнитное поле под действием сил Лоренца траектория движения электронов изменяется, тем самым, изменяя общее сопротивление магниторезистора. Магниторези- стерная характеристика для этого случая представлена на рис. 1.13.

Рис. 1.13. Магниторезисторная характеристика

Рис. 1.12 Поведение магниторезистора

Благодаря хорошей динамике, стабильности параметров и высокому уровню выходного сигнала датчики реагируют как на магнитные, так и на ферромагнитные материалы. Устройство магниточувствительного датчика приведено на рис. 1.14. Датчик представляет собой закрытую конструкцию, состоящую из металлического корпуса, с размещенным внутри магниторезистивным элементом и постоянным магнитом. Чувствительные элементы датчика собираются по полумостовой или мостовой схемам. Напряжение выхода датчика знакопеременное, его полярность меняется при переходе магнитной полосы между магниторезистивными элементами.

Рис. 1.14. Структура {а) и устройство (б) магниточувствительного датчика

Напряжение I/ИЬ1Х рассчитывается по эмпирической формуле и зависит от сопротивления магниторезистов:

где Ryi3 ~ сопротивление магниточувствительного элемента, I /их – напряжение питания

Типовая схема магниточувствительного датчика приведена на рис. 1.15. Кроме магниточувствительного элемента, который питается пониженным стабилизированным напряжением UBX от блока А1, имеются два операционных усилителя DD1 и DD2, формирующих выходное напряжение I/ИЬ1Х дат, и светодиод VD, индицирующий включенное состояние датчика. В силу того, что 17вых эл магниточувствительного элемента исчисляется милливольтами, оно усиливается повторителем напряжения на DD 1, дифференцируется R1 ( ‘2-цепочкой для создания четких параметров импульса, усиливается интегрирующим усилителем DD2 и поступает на выход датчика.

Рис. 1.15. Типовая схема включения магниточувствительного датчика

Напряжение питания датчика ± 15 В, что позволяет присоединять к нему нагрузку достаточной мощности (десятки ватт, например, электромеханическое реле).

Магниточувствительные датчики используются как датчики перемещения, например для контроля перемещения штока гидроцилиндра в гидросхемах оборудования для высекания продукции, в гидросхемах упаковочного оборудования и т. и

Источник: Беляев В. П., Шуляк Р. И., «Электронные устройства полиграфического оборудования», Белорусский государственный Технологический университет, Минск, 2011 г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты