Магнитные сенсоры датчики

Срок поставки по запросу.

Физикам давно известен эффект Холла: если по проводнику (полупроводнику), помещенному в магнитное поле, пропустить электрический ток, то в нем возникнет поперечное электрическое поле и разность потенциалов, которые будут перпендикулярны направлению тока. Другими словами можно сказать так: в зависимости от полярности магнитного поля электроны в проводнике будут отклоняться в ту или другую сторону, и образовывать разную плотность на противоположных сторонах проводника (разность потенциалов), которую можно измерить, если сделать усиление. На этом принципе работают магнитные датчики, которые используют технологию бесконтактного регистрирования фаз у ферромагнитных объектов по следующим параметрам: скорости вращения, перемещению и по приближению. В качестве проводника применяются тонкие пластины из подложки с напылением тончайшего слоя из полупроводников с электронной проводимостью.

Цена 
 – ,00 ₽ с НДС

Cable with wire-end sleeves

Кабель с разъемом

Reed contacts (magnetically sensitive)

Integration in control circuits up to category 4 in accordance with EN ISO 13849-1, Safety system in combination with an evaluation unit such as the MSI-MC310 safety relay or the MSI 400 safety controller.

Integration in control circuits up to category 4 in accordance with EN ISO 13849-1, Safety system in combination with an evaluation unit such as the MSI-SR-LC21 safety relay or the MSI 400 safety controller.

Safety system in combination with an evaluation unit such as the MSI-MC310 safety relay or the MSI 400 safety controller., Integration in control circuits up to category 4 in accordance with EN ISO 13849-1

Safety system in combination with an evaluation unit such as the MSI-SR-LC21 safety relay or the MSI 400 safety controller., Integration in control circuits up to category 4 in accordance with EN ISO 13849-1

Type 4 interlock device with low coding acc. to EN ISO 14119

Вырежьте из точки (С), мин

Подход направлений срабатывания

Макс. напряжение переключения

Температура окружающей среды, эксплуатация

Type 4 interlock device, contactless actuation, EN ISO 14119

Уверены отрезка-на расстоянии (САО), Макс.

Магнитные датчики KIPPRIBOR серии LM50 контролируют промежуточные и конечные положения поршня пневматического цилиндра.

Датчик формирует дискретный сигнал о положении поршня, что позволяет автоматизировать оборудование, на котором установлен пневмоцилиндр.

Датчики KIPPRIBOR серии LM50 применяют при автоматизации станков в машиностроении, пищевой и деревообрабатывающей промышленности, а также в оборудовании для производства пластиковых окон.

Датчики KIPPRIBOR серии LM50 подходят для пневмоцилиндров Festo, KIPVALVE, SMC, Camozzi, Pneumax.

Особенности магнитных датчиков KIPPRIBOR LM50

Принцип действия магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM50

Принцип работы герконовых и магниторезистивных датчиков одинаков. На поршне цилиндра установлено магнитное кольцо. В момент приближения поршня с магнитным кольцом к датчику чувствительный элемент реагирует на магнитное поле, и выход датчика замыкается. Одновременно с замыканием выхода включается светодиод, сигнализируя о срабатывании датчика.

Применение магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM50

Достоинства и недостатки герконовых и магниторезистивных датчиков

Что это, зачем используется и где применяется

Время на прочтение

Измерять характеристики магнитного поля можно как при помощи элементарных систем, так и посредством весьма сложных технологических решений. Все зависит от того, какие именно измерения выполняются и какие результаты ожидается получить. Самые простые датчики магнитного поля — герконы. Эти элементы изменяют состояние подключенной электрической цепи при воздействии магнитного поля. Герконы используются повсеместно, например, в датчиках открытия двери.

Герконы — очень простые системы. Для получения дополнительной информации о магнитном поле можно использовать еще и компас. Примерно так работали первые магнитометры. Но сейчас возможностей гораздо больше, ведь появились новые системы, включая распространенные датчики, где используется эффект Холла.

Спектр моделей таких датчиков чрезвычайно обширен — от клавиатур до оценки закрытия или открытия клапана. Датчики Холла используются в бесконтактной системе зажигания бензиновых двигателей, они служат для считывания показаний распредвала двигателя, с тем, чтобы определять параметры вращения. Электронный блок управления автомобиля по показаниям датчика определяет исправность системы зажигания и старта.

История появления датчика

Этот эффект называют обычным эффектом Холла, поскольку есть и другие явление, которое базируются на взаимодействии проводника, тока и магнитного поля.

Соответственно, датчики, чья работа основывается на эффекте Холла — лишь одна из разновидностей современных магнитометров. Есть множество разных датчиков других типов, где используются приемные катушки индуктивности. Они могут вращаться ил инет, используются также шкалы или пружины для измерения силы магнитного поля. Обнаружить магнитное поле можно даже при помощи оптических свойств материалов и соответствующих эффектов — например, эффекта Керра или Фарадея.

Есть и весьма специфические датчики, которые можно назвать экзотикой. Они основываются на измерении протонного резонанса в богатых водородом соединениях и веществах вроде керосина, либо определении энергетического состояния молекул газов типа цезия. Есть и датчики со сверхпроводящими катушками.

Но именно датчики на эффекте Холла являются наиболее недорогими, имеют небольшой размер и весьма практичны. Как уже говорилось выше, миниатюрные датчики Холла используются в клавиатурах. Сложно представить клавиатуру, основа которой — сверхпроводящие датчики, прикрепленные к нижней части клавиш.

Датчики Холла — идеальный вариант при создании систем контроля частоты вращения чего-либо, от кулеров до двигателей в технике. Датчики использовались в видеомагнитофонах и кассетных магнитофонах класса «люкс». Пример — Вега- МП122.

Используются датчики Холла и в смартфонах для решения самых разных задач, включая:

Как это работает?

Но если в системе появится магнитное поле, линии которого расположены под прямым углом к течению тока, на электроны и дырки в проводнике начинает воздействовать сила Лоренца. Частицы начинают отклоняться. Соответственно, электроны соберутся на одной стороне проводника, а на другой их не будет.

При помощи мультиметра можно измерить напряжение на верхней и нижней частях проводника. Если убрать магнитное поле, то напряжение снова станет почти равным нулю.

В устройствах, где используется эффект Холла, добавляется еще одна схема, где обычно присутствует усилитель холловского напряжения. Иногда есть регулятор напряжения смещения. У цифрового выходного датчика может быть компаратор и выходной транзистор.

Все датчики — разные

Если вы хотите использовать датчик Холла в своем проекте, нужно детально разобраться в его базовых характеристиках. У датчиков есть ограничения по частотному диапазону, плюс некоторые могут быть весьма дорогими. Например, у компании Melexis есть девайс на 250 кГц, эта частота гораздо более высокая, чем у большинства похожих систем. Работать оно будет только при 5В и 15 мА.

В примере даташита показано, что есть две разновидности этого датчика — 7,5 mT (миллитесла), второй — 20 mT. Есть даже версия с 60 mT.

Датчики Холла могут быть встроены в электронные схемы. Например, у ESP32 есть собственный датчик Холла, как показано на видео выше.

Разработка систем на основе эффекта Холла

Применение датчиков Холла

Приборы данного типа нашли широкое применение в виде:

Требуемые материалы

Для портативной версии:

Калибровка

Калибровочная константа в коде соответствует числу, прописанному в документации (1,4 мВ/Гс), однако в документации разрешён диапазон этого значения (1.0-1.75 мВ/Гс). Чтобы получать точные результаты, нужно откалибровать зонд.

Самый простой способ получить магнитное поле хорошо определённой силы – использовать соленоид. Магнитная индукция поля соленоида равняется B = μ0 * n * I. Магнитная постоянная (или магнитная проницаемость вакуума) – это природная константа: μ0 = 1,2566 x 10-6 Тл/м/А. Поле однородно и зависит только от плотности намотки n и тока I, которые можно измерить с погрешностью около 1%. Формула работает для соленоида бесконечной длины, однако служит очень хорошим приближением для поля в его центре, если соотношение его длины к диаметру превышает 10.

Чтобы собрать подходящий соленоид, возьмите полую цилиндрическую трубу, длина которой в 10 раз больше диаметра, и сделайте намотку из изолированного провода. Я использовал ПВХ-трубку с внешним диаметром 23 мм и сделал 566 витков, протянувшихся на 20,2 см, что даёт нам n = 28/см = 2800 / м. Длина провода 42 м, сопротивление – 10 Ом.

Подайте питание на катушку и измерьте ток мультиметром. Используйте либо регулируемый источник тока, либо переменный резистор, чтобы управлять током. Измерьте магнитное поле для разных значений тока и сравните показания.

Перед калибровкой я получил 6,04 мТл/A, хотя по теории должно было быть 3,50 мТл/A. Поэтому я умножил константу калибровки в 18-й строчке кода на 0,58. Готово – магнитометр откалиброван!

Первая версия – с использованием доски для прототипирования

Сначала всегда собирайте прототип, чтобы проверить работу всех компонентов и софта! Подключение видно на картинке: датчик Холла соединяется с контактами Arduino +5V, GND, A1 (слева направо). Дисплей соединяется с GND, +5V, A5, A4 (слева направо). Кнопка при нажатии должна замыкать землю и A0.

Код написан в Arduino IDE v. 1.8.10. Требуется установка библиотек Adafruit_SSD1306 и Adafruit_GFX.

Если всё сделано правильно, то дисплей должен выдавать значения DC и AC.

Датчики Холла и их разновидности

Большое распространение получили ключевые датчики Холла в виде микросхем, выход которых меняет свое логическое состояние, если напряженность магнитного поля (определенной величины) — превышена. Ими можно измерить частоту вращения и величину перемещения различных движущихся деталей устройств: роторов электродвигателей, цепей и лент транспортеров, а также других элементов.

Но есть еще отдельный класс линейных датчиков Холла, которые представляют собой монолитные интегральные микросхемы, на одном кристалле которых объединяются линейный усилитель с элементом Холла и оконечный каскад усилителей мощности. Чтобы повысить точность преобразований и обеспечить независимость от температуры, в микросхему включена система автоматического регулирования напряжения смещения, а также фильтрация сигнала, выходящего из линейного усилителя. Линейные магнитные датчики Холла используются для измерения электрического (переменного и постоянного) тока, а также для измерения углового или линейного перемещения.

Собираем переносной прибор

Батарейка на 9В, OLED-экран и Arduino Nano с комфортом умещаются внутри большой коробки Tic-Tac. Её преимущество в прозрачности – экран легко читается, даже находясь внутри. Все фиксированные компоненты (зонд, выключатель и кнопка) ставятся на крышку, чтобы всё можно было вынимать из коробки для замены батареи или обновления кода.

Я никогда не любил батарейки на 9В – у них высокая цена и малая ёмкость. Но в моём супермаркете внезапно стали продавать их перезаряжаемую версию NiMH по €1, и я обнаружил, что их легко зарядить, если подать 11 В через резистор на 100 Ом и оставить на ночь. Я заказал себе дешёвые разъёмы для батареек, но мне их так и не прислали, поэтому я разобрал старую батарейку на 9 В, чтобы сделать из неё коннектор. Плюс батарейки на 9В в её компактности, и в том, что на ней хорошо работает Arduino при подключении её к Vin. На +5 В будет регулируемое напряжение в 5 В, которое понадобится для OLED и датчика Холла.

Датчик Холла, экран и кнопка подсоединяются так же, как было на прототипе. Добавляется только кнопка выключения, между батарейкой и Arduino.

Немного о коде

Если вам неинтересен код, эту часть можно пропустить.

Ключевая особенность кода состоит в том, что магнитное поле измеряется 2000 раз подряд. На это уходит 0,2 – 0,3 сек. Отслеживая сумму и квадрат суммы измерений, можно вычислять среднее и стандартное отклонения, которые выдаются как DC и AC. Усредняя по большому количеству измерений мы увеличиваем точность, теоретически на √2000 ≈ 45. Получается, что используя 10-битное АЦП, мы получаем точность 15-битного АЦП! И это имеет значение: 1 шаг АЦП – 4 мВ, то есть, ~ 0,3 мТл. Благодаря усреднению, мы уменьшаем ошибку от 0,3 мТл до 0,01 мТл.

В качестве бонуса мы получаем стандартное отклонение, определяя таким образом изменяющееся поле. Поле, колеблющееся с частотой 50 Гц проходит порядка 10 циклов за время измерения, поэтому можно измерить величину AC.

У меня после компиляции получилась следующая статистика: Sketch uses 16852 bytes (54%) of program storage space. Maximum is 30720 bytes. Global variables use 352 bytes (17%) of dynamic memory, leaving 1696 bytes for local variables. Maximum is 2048 bytes.

Большую часть места занимают библиотеки Adafruit, однако ещё полно места для добавления функциональности.

Собираем переносной магнитометр

Перевод статьи с сайта обучающих материалов Instructables

Готовим зонд

Зонд лучше всего закреплять на конце узкой трубки: так его просто будет помещать и удерживать в узких местах. Подойдёт любая трубка из немагнитного материала. Мне идеально подошла старая шариковая ручка.

Подготовьте три тонких гибких провода чуть длиннее трубки. В моём кабеле логики в цветах проводов нет (оранжевый +5 В, красный 0 В, серый – сигнал), просто так мне их проще запомнить.

Чтобы использовать зонд с прототипом, припаяйте кусочки проводов на конец кабеля и заизолируйте их термоусадкой. Позже их можно отрезать и припаять провода прямо к Arduino.

Датчик магнитного поля – датчик Холла

Датчик Холла – магнитоэлектрический прибор, используемый с целью измерения напряженности магнитного поля. Данные датчики ставятся в электродвигатели, автомобильные системы зажигания и прочее оборудование подобного плана.

Принцип работы датчика Холла

Магнитный датчик Холла работает по очень простому принципу. По сути, он является обычной металлической пластиной, на которую подается определенное напряжение. В том случае, если пластина оказывается в напряженном магнитном поле, ее электроны начинают отклоняться перпендикулярно магнитному потоку. Это приводит к возникновению разницы потенциалов, фиксируемой датчиком.

Основные разновидности датчиков Холла

Датчик магнитного поля может относиться к одной из двух групп

Мы предлагаем купить датчик Холла по цене производителя! Менеджеры компании всегда готовы оказать квалифицированную помощь в выборе оптимального устройства!

Эффект Холла часто применяется для измерения магнитных полей. Когда электроны проходят через проводник, помещённый в магнитное поле, их относит в сторону, в результате чего в проводнике появляется поперечная разность потенциалов. Правильно выбрав материал и геометрию полупроводника, можно получить измеряемый сигнал, который затем можно будет усилить и выдать измерение одной компоненты магнитного поля.

Я использую SS49E, поскольку он дешёвый и доступный. Что стоит отметить из его документации:

Датчик компактный, 4х3х2 мм, и измеряет компоненту магнитного поля, перпендикулярную его лицевой стороне. Он выдаёт положительное значение для полей, идущих от задней части к передней – к примеру, когда он стоит лицом к южному полюсу магнита. У датчика есть три контакта, +5 В, 0 В и выход – слева направо, если смотреть с лица.