Magnetsuuruste mõõtmise vahendid ja meetodid
Mõnikord on tehniliste probleemide lahendamiseks või uurimise eesmärgil vaja mõõta magnetilisi suurusi. Loomulikult saab vajaliku magnetsuuruse väärtuse määrata ka kaudselt, kasutades teadaolevatel algandmetel põhinevaid valemeid. Magnetvoo F, magnetinduktsiooni B või magnetvälja tugevuse H kõige täpsema väärtuse saamiseks on aga sobivam otsemõõtmismeetod. Vaatleme magnetsuuruste otsese mõõtmise meetodeid.
Põhimõtteliselt saab magnetväärtuse mõõtmise meetodi aluseks olla magnetväli voolule või juhtmele. Magnetvälja tekitatud jõud ühendatakse elektrilise protsessiga ning seejärel saadakse elektrilise mõõteseadme abil mõõdetud suuruse väärtus inimese tajumiseks mugaval kujul.
Magnetsuuruste mõõtmiseks on kaks peamist meetodit: induktsioon ja galvanomagnetiline.
Esimene põhineb EMF-i induktsioonil, kui magnetvoog muutub, teine - magnetvälja mõjul voolule. Vaatame neid kahte meetodit eraldi.
Elektromagnetilise induktsiooni meetod
On teada, et kui mähise L pöördeid ületab magnetvoog F (kui vooluringi tungiv magnetvoog muutub), indutseeritakse mähisjuhis EMF (E), mis on võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega. voog dF / dt, st võrdeline selle väärtusega F. Seda nähtust kirjeldatakse valemiga:
Ühtlases magnetväljas on magnetvoog F otseselt võrdeline magnetinduktsiooniga B ja proportsionaalsuskoefitsient on magnetinduktsiooni joontega läbistatud silmuse S pindala.
Edasi — magnetiline induktsioon B osutub magnetvälja H tugevusega otse võrdeliseks magnetkonstandi μ0 kaudu, kui nähtus toimub vaakumis, või keskkonna magnetilist läbilaskvust arvesse võttes ka selle keskkonna suhtelise magnetilise läbitavuse μ kaudu. .
Niisiis, induktsioonimeetod võimaldab teil leida väärtused: magnetvoog Ф, magnetinduktsioon B ja magnetvälja tugevus H. Magnetvoo mõõtmise seadmeid nimetatakse veebimõõturiteks või voomõõturiteks (alates flux - flux).
Webermeter koosneb teadaolevate parameetritega induktsioonpoolist ja DUT-integraatorist. Integreeriv seade on magnetoelektriline galvanomeeter.
Kui võrguarvesti mähis tuuakse magnetväljaga ruumi või võetakse sealt välja, siis on võrguarvesti mõõtemehhanismi läbipaine (punktide kõrvalekalle või numbrite muutumine ekraanil) võrdeline selle magnetvälja induktsioon B.Matemaatilist sõltuvust on lihtne kirjeldada valemiga:
Galvanomagnetiline meetod (Halli meetod)
Teadupärast mõjub Ampere jõud vooluga juhtmele, mis asub välises magnetväljas ja kui protsessi lähemalt vaadata, siis Lorentzi jõud mõjub juhtmes liikuvatele laetud osakestele.
Nii et kui juhtiv plaat asetatakse magnetvälja ja plaati läbib alalis- või vahelduv elektrivool, siis tekib plaadi otstes otsene või vahelduv potentsiaalide erinevus. Seda potentsiaalset erinevust Ex nimetatakse Halli EMF-iks.
Plaadi teadaolevate parameetrite põhjal, teades Halli EMF-i, on võimalik määrata magnetinduktsiooni väärtust B. Magnetinduktsiooni mõõtmiseks mõeldud seadet nimetatakse teslameetriks.
Kui Halli andur (saaliandur) toide ühest allikast ja seejärel rakendada teisest allikast kompenseerivat potentsiaalide erinevust, siis on võimalik määrata Halli emf kompensaatormeetodil kasutades komparaatorit.
Seade on üsna lihtne: reguleeritavast takistist võetud kompensatsioonipinge rakendatakse Halli emfiga antifaasis ja nii määratakse Halli emf väärtus. Kui kompensatsiooniahel ja Halli andur on toidetud samast allikast, kõrvaldatakse generaatori pinge ja sageduse ebastabiilsusest tulenev viga.
Halli andureid kasutatakse laialdaselt rootori asendianduritena elektrimootorites ja muudes masinates, kus signaali saab saada liikuvalt püsimagnetilt või magnetiseeritud trafo südamikust.Eelkõige toimib Halli andur mõnes rakenduses omamoodi alternatiivina mõõtevoolutrafole.