PROM2PROM - кабинет для закупа электронных компонентов

Измеритель магнитного поля из небольшого количества компонентов

Allegro A1323

,

Измерители магнитного поля различных марок и моделей, широко известные как «гауссметры», предлагаются на рынке по ценам, которые делают их недоступными для многих любителей и инженеров. В предложенном в этой статье решении для измерения магнитной индукции и, в свою очередь, напряженности магнитного поля, используется общедоступный цифровой мультиметр и один полупроводниковый компонент.

LED-драйверы MEAN WELL – выбор больше, стоимость ниже

На Рисунке 1 показано измерительное оборудование, состоящее из зонда, батарейного блока и цифрового мультиметра. Активный элемент зонда состоит из линейного датчика Холла. Хотя в этом приложении будут работать практически все линейные датчики Холла, в данной версии используется датчик A1323 компании Allegro MicroSystems, выдающий напряжение, пропорциональное приложенному магнитному полю. A1323 работает от источника питания 4.5…5.5 В и в состоянии покоя (при нулевом магнитном поле) выдает на выходе напряжение, которое составляет 50% от напряжения питания. Имея номинальную чувствительность 2.5 мВ/Гс, микросхема A1323 при напряжении питания 4.5 В обеспечивает полный диапазон измерений 1800 Гс (4.5 В/2.5 мВ/Гс = 1800 Гс).

Цифровой мультиметр и датчик Холла образуют простой в сборке измеритель магнитного поля.
Рисунок 1. Цифровой мультиметр и датчик Холла образуют простой в сборке
измеритель магнитного поля.

Воздействие магнитного поля, ориентированного к югу от поверхности датчика, увеличивает выходное напряжение датчика пропорционально приложенному полю, перпендикулярному лицевой стороне датчика, а магнитное поле, направленное к северу от той же поверхности, вызывает пропорциональное уменьшение выходного напряжения. При напряжении питания 4.5 В выходное напряжение датчика, в состоянии покоя равное 2.25 В, может увеличиваться до 4.5 В при поле силой 900 Гс, направленном на юг, или уменьшаться до 0 В при поле силой 900 Гс с направлением на север. Хотя датчик может определять интенсивность и полярность постоянного магнитного поля, его полоса пропускания для переменного поля достигает 30 кГц.

Макетная версия зонда собрана на небольшой печатной плате, длина которой достаточна, чтобы поместиться в руке оператора (Рисунок 2). Выводы датчика подсоединяются к высококачественному трехжильному экранированному кабелю и двум развязывающим конденсаторам поверхностного монтажа емкостью 10 нФ. Источник питания датчика состоит из трех соединенных последовательно миниатюрных 1.5-вольтовых батареек общим напряжением 4.5 В. Для расширения диапазона полной шкалы используйте 9-вольтовую батарею для питания микросхемы 5-вольтового регулятора, такого как 7805, и при необходимости добавьте выключатель. Поместите батарейки рядом с мультиметром. В противном случае стальные корпуса батареек будут искажать наблюдаемое магнитное поле. Для развязки вывода и выхода датчика используйте SMD конденсаторы емкостью 10 нФ. Хотя выходной сигнал датчика может отображать любой цифровой мультиметр, имеющий высокую точность по постоянному току и полосу пропускания по переменному току, превышающую 50 кГц, цифровой мультиметр с режимом относительных измерений (REL Δ), такой, скажем, как Fluke модели 187, упрощает измерение и обнаружение полярности постоянного магнитного поля [1].

В режиме относительных изменений цифрового мультиметра (REL Δ) отображаемые показания близки к нулю, а номинальное выходное напряжение датчика при нулевом поле составляет 2.25 В.
Рисунок 2. В режиме относительных изменений цифрового
мультиметра (REL Δ) отображаемые показания
близки к нулю, а номинальное выходное напряжение
датчика при нулевом поле составляет 2.25 В.

Извлеките зонд из экранированного корпуса и измерьте наблюдаемое магнитное поле. Для достижения максимальной чувствительности расположите поверхность датчика перпендикулярно полю. Если направление поля неизвестно, вращайте зонд вокруг его самой длинной оси, чтобы найти положение с максимальным выходным напряжением. Чтобы рассчитать плотность магнитного потока, разделите измеренное выходное напряжение датчика на его чувствительность (2.5 мВ/Гс). Например, если мультиметр показывает –1.9800 В, то магнитное поле ориентировано на север и равно 792 Гс. При измерении переменного магнитного поля используйте режим отображения истинного среднеквадратичного значения для отображения переменного выходного напряжения датчика.

Индукцию магнитного поля в воздухе можно рассчитать с помощью следующей формулы:

B = µ0•H,

где

B – магнитная индукция в теслах,
H – напряженность магнитного поля в амперах на метр,
µ0 = 4π•10–7 Гн/м – магнитная проницаемость вакуума.

Учитывая, что тесла представляет собой относительно большую единицу измерения, индукция магнитного поля в 1 Тл является довольно сильной.

Для повышения разрешения измерений можно применить следующие коэффициенты пересчета, чтобы использовать гаусс как более популярную единицу:

10,000 Гс = 1 Тл,
1 Гс = 79.6 А/м,
1.2560 мТл = 1 кА/м.

Измерители магнитного поля находят применение при поиске неисправностей датчиков линейного перемещения, в производстве двигателей постоянного тока и аудиоколонок, для исследования низкочастотных магнитных помех, а также при проектировании и изготовлении электромагнитных экранов.

Ссылки

  1. Model 187 & 189, True RMS Multimeter, Users Manual

Материалы по теме

  1. Datasheet Allegro A1323

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Magnetic-Field Probe Requires Few Components

21 предложений от 15 поставщиков
Адаптер для гнезда автомобильного прикуривателя; провод 2м; 5А
TMElectronics
Россия
A13-23A
от 475 ₽
PL-1
Россия
LED подсветка TV SONY 40 комплект из 2-х линеек (5+5) LED, 3V, текстолит, (A/5+B/5), 40 inch, A:1323 LG INNOTEK 40INCH NOSOEM A TYPE REV0.1 2013.04.19 B:1329 LG INNOTEK 40INCH NOSOEM B TYPE REV0.1 2013.04.19
от 681 ₽
ТаймЧипс
Россия
A1323LLHLT
по запросу
Интерия
Россия и страны СНГ
A1323LLHLT-BLISTER
Allegro
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • ДХ E49 подойдет?
  • Все таки лучше использовать компьютер для измерения МП(магнитного поля) Вот реализация низкобюджетная для учебного заведения сделано. [URL="http://90.189.213.191:4422/temp/konfer_2020_v1/material/konfer2020_vektor_magnitom.pdf"]http://90.189.213.191:4422/temp/konfer_2020_v1/material/konfer2020_vektor_magnitom.pdf[/URL] [URL="http://90.189.213.191:4422/temp/uart_hx711_v1/"]http://90.189.213.191:4422/temp/uart_hx711_v1/[/URL] Ловит магнитные бури и мп от человека. "Вопль в пустыне", а кому это надо? люди! Шутка конечно. Может на этом форуме кто то работает с МП? Таки есть идея как из постоянного магнитного поля постоянного магнита добыть запасенную там энергию. Нету времени проверить. Но опыт показал что эффект есть. С уважением Шабронов А.А. тс+7-913-905-8839 [email][email protected][/email]
  • Скажем, добыли вы каким-то образом из магнита энергию затраченную ранее на его намагничивание, и что? Что потом будете делать с размагниченным магнитом? Сколько магнитов нужно, чтобы извлечь из них сколь-нибудь заметное количество энергии?
  • Добрый день, уважаемый salyamkamrad Вопрос конечно интересный, цитирую ...Скажем, добыли вы каким-то образом... и далее вы делите шкуру не убитого медведя. Т.е. что делать с энергией?. Это зачем? "Слона кушают по частям" Мне не известно кто такое сделал, т.е. добыл энергию. Энергию не добывают, это особый вид материи и ее преобразовывают. Например энергию ветра в энергию электричества. Вывод. Вы теоретик, и философ, а искал практики. Вот и пишу на форумы. Практика она критерий истины. Итого. Вернемся к статье, началу форума. Вот конструкция из простых элементов для измерения МП [URL="http://90.189.213.191:4422/temp/uart_holl_analog_v1/soel_2020_2_19_holl/page0054.pdf"]http://90.189.213.191:4422/temp/uart_holl_analog_v1/soel_2020_2_19_holl/page0054.pdf[/URL] или тут [URL="http://90.189.213.191:4422/temp/uart_holl_analog_v1/"]Измеритель уровня постоянного магнитного поля (ПМП)[/URL] На них увидел эффект одностороннего искажения прохождения электрических импульсов через материал постоянных магнитов. Нечто подобное есть в [URL="https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Холла"]эффекте Холла[/URL]. Там происходит "вытеснение" электрических зарядов от воздействия МП. Вот и ищу "сообщников" по этой тематике. Надеюсь, донес глубину мысли.
  • Вот этому добытчику это и объясни. Еще не проверил, а эффект уже есть. Правило левой руки учтено? Таким практикам, которым теории ни почем, полезно начинать с натирания янтаря. Для справки. Голые датчики холла применяются в моторчиках СД - РОМов. С буквой F это THS122 С буквой Е это THS118
  • Я себе делал нечто подобное - датчик Холла в виде микросхемки (не из компакт-дисковода, а универсальной, с аналоговым выходом). Все получилось, но прибор вышел малочувствительный, реагирующий разве что на мощный магнит рядом с датчиком. Следующий этап - мне не терпится испробовать в качестве датчика висмутовую спираль ...
  • [b]kovigor[/b], поделитесь плиз - а зачем?
  • Да просто интересно ...
  • Неа, не донесли, расплескали. Ничуть не прояснили как собираетесь "добывать из магнита запасенную в нем энергию". Вы, похоже, учебник физики в качестве подставки под ножку шкафа использовали, а его курить нужно было.
  • так может идею выложить на обоРЗение? глядишь - народ и подтянется. или религия требует плату за идею? ЗЫ. почему язык форт? чем ассемблер не устроил?
  • Эффект одностороннего искажения при прохождении сигналов rs485 через материал (ПМ)постоянных магнитов Рисунок по ссылке [URL="http://90.189.213.191:4422/temp/temp/magnit_efekt_rs485/"]http://90.189.213.191:4422/temp/temp/magnit_efekt_rs485/[/URL] После показа данных эксперимента специалисты дали такие варианты: - искажения измерения; - влияние контактной разности материалов. - возможно не учли посторонний фактор рядом находящихся ЭМИ. - если индуктивность или емкость должно быть симметричное искажение, т.к. нет симметрии и сигнал с запаздыванием, то эффект емкости, который компенсируется в обратном направлении индуктивностью, но мало. Где то есть "емкость" Возможно, кто то предложит и другие варианты наблюдаемого эффекта.
  • [b][email protected][/b], как расположены магниты согласно или встречно полюсами? Наблюдается эффект при переполюсовке? Заряженные частицы (электроны и протоны) в магнитном поле движутся не по прямой, а по спирали вокруг магнитных силовых линий. Возможно, отсюда и запаздывание и искажения.
  • интегрирующая RC цепочка. и все это в одном "флаконе" в виде блока магнитов. там я вижу - и измерения с применением звуковой карты производится? если так - у нее ограничение по частоте на уровне 20 кГц, а далее идет завал, который и наблюдается. и наверное даже в правильном месте на прямоугольном сигнале. Эмпирическое «правило девяти» для прямоугольных сигналов
  • Уважаемые коллеги по теме - Измеритель магнитного поля из небольшого количества компонентов Отвлечение на =объяснение= . В детстве мне бабушка объясняла, что молнии бросает бог на землю. В школе объяснили что молния - обычная искра между облаком и землей. В среднем учебном заведении, объясняли эффекты нейтрализации и электризации. В высшем учебном заведении, объясняли эффекты квантовой неустойчивости. Итого. Объяснить можно все! Но вот сделать?! Мне хотелось молнию продлить достаточно долго, как то ее сохранить, и потом постепенно расходовать. Пока что не получилось. Конечно же это шутка. Вывод. 1 Имеет смысл разговаривать, в том случае, когда скажут - А Ваш опыт и эффект у меня не получился. Ну или получился. Тогда понятно, что есть конкретика и предмет разговора. 2. Эффекты они не зависят не от политики, не от времени ни от объяснений. Они есть и все. Можно их как то применить, и получить полезность. Опять из школы пример. Эффект расширения пара - вот вам паровоз. Эффект радиоактивного распада - вот вам и атомная электростанция. Надеюсь, что теперь донес глубину мысли. Кто дочитал мою философскую притчу моя музыкальная [URL="http://90.189.213.191:4422/temp/ludi_2021/toguchin_sushkas_20210514/"]открытка [/URL] Успехов и здоровья Шабронов А.А. тс+7-913-905-8839 [email][email protected][/email]
Полный вариант обсуждения »