Магнитный детектор

Содержание

Принцип действия датчиков магнитного поля

Магнитный детектор

Приборов детектирования и измерения параметров магнитного поля достаточно много, отчего они используются во многих сферах как чисто технических, так и бытовых. Эти детекторы используются в системах, связанных с задачами навигации, измерения угла поворота и направления движения, определения координат объекта, распознавания «свой – чужой» и т. д.

Широкая область применения таких датчиков требует использования различных свойств магнитного поля для их реализации. В данной работе рассмотрены принципы работы, которые заложены в датчики магнитного поля:

  • использующие эффект Виганда;
  • магниторезистивные;
  • индукционные;
  • работающие на эффекте Холла;

Датчики Виганда

Работа датчика базируется на эффекте, открытом американским ученным Вигандом. Суть эффекта Виганда проявляется в следующем. При внесении ферромагнитной проволоки в магнитное поле, в ней происходит самопроизвольное изменение магнитной поляризации.

Это явление наблюдается при выполнении двух условий. Первое – проволока должна иметь специальный химический состав (52% кобальта,10% ванадия – викаллой) и двухслойную структуру (рисунок справа).

Второе – напряженность магнитного поля должна быть выше определенного порогового значения – порога зажигания.

Момент изменения поляризации проволоки можно наблюдать с помощью катушки индуктивности, расположенной рядом с проволокой. Индукционный импульс напряжения на ее выводах при этом достигает нескольких вольт.

При изменении направления магнитного поля полярность индуктируемых  импульсов изменяется.

В настоящее время эффект объясняют различной скоростью переориентации элементарных магнитов в магнитомягкой сердцевине и магнитотвердой оболочке проволоки.

Конструкция датчиков Виганда содержит катушку индуктивности и проволоку Виганда. При смене полярицации проволоки, катушка, намотанная на неё, фиксирует это изменение.

Чувствительные элементы Виганда применяются в расходомерах, датчиках скорости, угла поворота и положения. Кроме того, одно из наиболее частых применений этого элемента – системы считывания идентификационных карт, которыми все мы пользуемся ежедневно. При прикладывании намагниченной карты меняется напряженность поля, на что реагирует датчик Виганда.

К достоинствам датчика Виганда следует отнести независимость от влияния внешних электрических и магнитных полей, широкий температурный диапазон работы (-80° … +260°C), работу без источника питания.

Магниторезистивные датчики магнитного поля

Магниторезистивные датчики магнитного поляв качестве чувствительного элемента содержат магниторезистор. Принцип действия датчика заключается в эффекте изменения оммического сопротивления материала в зоне действия магнитного поля. Наиболее сильно этот эффект проявляется в полупроводниковых материалах. Изменение их сопротивления может быть на несколько порядков больше чем у металлов.

Физическая суть эффекта заключается в следующем. При нахождении полупроводникового элемента с протекающим током в магнитном поле, на электроны действуют силы Лоренца. Эти силы вызывают  отклонение движения носителей заряда от прямолинейного, искривляют его и, следовательно, удлиняют его. А удлинение пути между выводами полупроводникового элемента  равносильно изменению его сопротивления.

В магнитном поле изменение длины «пути следования» электронов обусловлено взаимным положением векторов намагниченности этого поля и поля протекающего тока. При изменении угла между векторами  поля и тока пропорционально изменяется и сопротивление.

Таким образом, зная величину сопротивления датчика можно судить о количественной характеристике магнитного поля.

Магнитосопротивление сильно зависит от конструкции магниторезистора. Конструктивно датчик магнитного поля представляет магниторезистор, состоящий из подложки с расположенной на ней полупроводниковой полоской. На полоску нанесены выводы.

 Для исключения влияния эффекта Холла размеры полупроводниковой полоски выдерживаются в определенных допусках – ширина ее должна быть много больше длины. Но такие датчики обладают малым сопротивлением, поэтому на одной подложке размещают необходимое число полосок и соединяют их последовательно.

С этой же целью часто датчик выполняется в виде диска Корбино. Запитывается датчик путем подключения к выводам расположенным в центре диска и по его окружности.

При отсутствии магнитного поля путь тока прямолинеен и направлен от центра диска к периферии по радиусу. При наличии магнитного поля ЭДС Холла не возникает, так как у диска отсутствуют противоположные грани.

Сопротивление же датчика изменяется – под действием сил Лоренца пути тока искривляются.

Датчики этого типа, благодаря высокой чувствительности, могут измерять незначительные изменения состояния магнитного поля и его направление. Они применяются в системах навигации, магнитометрии, распознавания образов и определения  положения объектов.

Индукционные датчики магнитного поля

Датчики этого типа относятся к генераторному типу датчиков. Конструкции и назначения таких датчиков различна. Они могут использоваться для определения параметров переменных и стационарных магнитных полей. В данном обзоре рассмотрен принцип работы датчика, работающего в постоянном магнитном поле.

Принцип работы индукционных датчиков базируется на способности переменного магнитного поля индуцировать в проводнике электрический ток. При этом ЭДС индукции, появляющаяся в проводнике, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через него.

Но в стационарном поле магнитный поток не изменяется. Поэтому для измерения параметров стационарного магнитного поля применяются датчики с катушкой индуктивности, вращающейся с постоянной скоростью.

В этом случае магнитный поток будет изменяться с определенной периодичностью.

Напряжение на зажимах катушки будет определяться скоростью изменения потока (числом оборотов  катушки) и количеством витков катушки.

По известным данным легко вычисляется величина магнитной индукции однородного магнитного поля.

Конструкция датчика показана на рисунке. Он состоит из проводника в качестве которого может выступать катушка индуктивности, расположенной на валу электродвигателя.

Съем напряжения с вращающейся катушки осуществляется с помощью щеток.

Выходное напряжение на выводах катушки представляет переменное напряжение, величина которого тем больше, чем больше частота вращения катушки индуктивности и чем больше магнитная индукция поля.

Датчики магнитного поля на эффекте Холла

Датчики магнитного поля  на эффекте Холла используют явление взаимодействия перемещающихся электрических зарядов с магнитным полем.

Суть эффекта поясняется рисунком. Через полупроводниковую пластину пластину протекает ток от внешнего источника.

Пластина находится в магнитном поле, пронизывающем ее в направлении перпендикулярном движению тока. В магнитном поле под действием силы Лоренца электроны отклоняются от прямолинейного движения. Эта сила сдвигает их в направлении перпендикулярном направлению магнитного поля и направлению тока.                                                                                 

В данном случае у верхнего края пластины электронов будет больше, чем у нижнего, т.е. возникает разность потенциалов.

Эта разность потенциалов и обуславливает появление выходного напряжения – напряжения Холла. Напряжение Холла пропорционально току и индукции магнитного поля.

При постоянном значении тока через пластину оно определяется только значением индукции магнитного поля (рисунок слева).

Чувствительные элементы для датчиков  изготовляются из тонких полупроводниковых пластинок или пленок. Эти элементы наклеиваются или напыляются на подложки и снабжаются выводами для внешних подключений.

Датчики магнитного поля с такими чувствительными элементами отличаются высокой чувствительностью и линейным выходным сигналом. Они широко применяются в системах автоматики, в бытовой технике и системах оптимизации работы различных агрегатов.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Источник: http://www.DeviceSearch.ru.com/article/datchiki_magnitnogo_polya

Датчики магнитных полей

Магнитный детектор

В продолжение обзоров по готовым модулям различных датчиков к Ардуино платформе, перейдём к датчикам магнитных полей.

Модуль датчика Холла KY-003

Данный модуль предназначен для обнаружения магнитного поля при помощи эффекта Холла. Этот эффект состоит в том, что в проводнике с постоянным током, помещенном в магнитное поле возникает поперечная разность потенциалов [1-3].

Габариты 28 х 15 мм, масса модуля 1,2 г. На плате имеется два крепежных отверстия диаметром 2 мм на расстоянии 10 мм друг от друга. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» — общий, контакт «S» — информационный.

Когда индукция магнитного поля превышает заданное значение на информационном выходе модуля высокий логический уровень сменяется на низкий. На модуле имеется светодиод, который загорается при срабатывании датчика.

В качестве иллюстрации можно загрузить на плату Arduino UNO программу LED_with_button [4], и подключить вместо кнопки данный модуль.

Модуль срабатывает только на северный полюс магнита, порог срабатывания достаточно высокий, магнит нужно подносить вплотную. Потребляемый ток 6,3 мА в ждущем режиме и составляет 11 мА при срабатывании.

Из недостатков следует отметить, что довольно сложно найти взаимную конфигурацию магнита и датчика для надежного срабатывания.

Поскольку модуль реагирует на определенное пороговое значение магнитного поля, то самым очевидным применением такого датчика может быть использование этого датчика вместо геркона.

Хотя геркон это весьма надежный прибор, все же в его конструкции имеются подвижные механические контакты, в отличие от него датчик Холла никаких подвижных деталей не имеет.

К примеру, можно установить данный модуль на дверном косяке, на полотне двери напротив него установить магнит, получится датчик открывания двери для сигнализации или умного дома, аналогично можно организовать подсчет оборотов колеса, закрепив на нем магнит и поместив в непосредственной близости от него этот датчик.

Модуль на основе геркона KY-021

Датчик представляет собой нормально разомкнутый геркон с добавочным сопротивлением 10 кОм [5-6].

Габариты модуля 24 х 17 мм, масса 1,2 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» — общий, контакт «S» — информационный.

Потребляемый ток равен нулю в ждущем режиме и составляет 0,5 мА при срабатывании.

Модуль подключается и испытывается абсолютно аналогично тактовой кнопке [4,7]. Геркон можно использовать в системах сигнализации, для подсчета числа оборотов и т.п. Способов использования герконов великое множество [8-9].

Модуль датчика Холла (линейный) KY-024

Модуль предназначен для измерения напряженности постоянного магнитного поля [10-11].

Габариты модуля 44 х 15 х 13 мм, масса 2,8 г., в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Чувствительным элементом служит датчик Холла SS49E. Индикация подачи питания осуществляется светодиодом L1.

Датчик имеет четыре контакта. «A0» — аналоговый выход, напряжение на котором меняется в зависимости от индукции магнитного поля. Выводы питания «G» — общий провод, «+»– питание +5В.

На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, если напряженность магнитного поля не превышает заданного порога, при срабатывании датчика низкий уровень меняется на высокий.

Порог срабатывания цифрового канала датчика можно менять многооборотным подстроечным резистором. При срабатывании датчика загорается светодиод L2.

Полезное:  Ручка-паяльник с дисплеем и аккумулятором

Потребляемый ток 9 мА в ждущем режиме и 11 мА при срабатывании.

Модуль срабатывает только на северный полюс магнита. Максимальное расстояние срабатывания 6 мм.

Аналоговый канал позволяет организовать измерение количественных характеристик магнитного поля. Показания на аналоговом порте Arduino UNO меняются от 550 до 200 единиц в зависимости от расстояния до магнита (в память Arduino UNO была загружена программа AnalogInput2).

Модуль с герконом KY-025

Чувствительным элементом модуля является обычный геркон, работающий вместе с компаратором на микросхеме LM393YD, по заверениям продавцов [12-13] это позволяет уменьшить, ток, протекающий через контакты геркона, и тем самым увеличить его ресурс.

Габариты модуля 45 х 18 х 13 мм, масса 2,8 г., аналогично предыдущему случаю в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Индикация питания осуществляется светодиодом L1.

При срабатывании геркона загорается светодиод L2. Потребляемый ток 3,7 мА в ждущем режиме и 5,8 мА при срабатывании.

Какой порог чувствительности должен регулироваться переменным резистором неясно, видимо данные модули с компаратором LM393YD являются стандартными и к ним припаивают различные датчики в зависимости от назначения конкретного модуля.

Разумеется, модуль срабатывает дискретно как кнопка, в чем можно убедиться с помощью программы LED_with_button [4]. На выводе «A0» постоянно присутствует напряжение питания +5В. Выводы питания «G» — общий провод, «+»– питание +5В.

На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, при срабатывании геркона низкий уровень меняется на высокий.

Целесообразность данного модуля, по мнению автора, спорна, учитывая, что и в простейшем случае включения геркона типа модуля KY-021 сила тока, протекающая через контакты геркона, существенно меньше одного миллиампера.

Модуль датчика Холла KY-035

Данный модуль представляет собой микросхему SS49E, без каких либо дополнительных устройств [14]. Установка микросхемы на плате в данном случае может быть объяснена, только требованиями унификации при создании данного набора датчиков.

Габариты модуля 29 х 15 мм, масса 1,2 г. Для подключения служит трехконтактный разъем. Центральный контакт – питание +5В, контакт «-» — общий, контакт «S» — информационный.

Потребляемый модулем ток составляет около 6 мА и не зависит от состояния датчика.

При отсутствии внешнего магнитного поля на информационном выходе присутствует напряжение равное половине напряжения питания. Внешнее постоянное магнитное поле приводит к тому, что напряжение на информационном выходе начнет увеличиваться или уменьшатся в зависимости от полярности магнита. В этом легко убедиться, используя программу AnalogInput2

С помощью данного модуля можно организовать контроль расстояния до источника магнитного поля, подсчет числа оборотов и т.п. Микросхема чувствительна к магнитному полю с индукцией в диапазоне 600-1000 Гс [15].

Полезные ссылки

  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Холла
  2. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla
  3. http://www.14core.com/wiring-hall-effect-sensor-switch-magnet-detector-module/
  4. http://robocraft.ru/blog/arduino/57.html
  5. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-na-osnove-gerkona
  6. http://www.zi-zi.

    ru/module/module-ky021

  7. http://2shemi.ru/mehanicheskie-datchiki-dlya-arduino/
  8. https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/gerkony/
  9. http://electrik.info/main/school/419-gerkony-sposoby-upravleniya.html
  10. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla-_lineynyiy_
  11. http://www.zi-zi.

    ru/module/module-ky024

  12. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-magnitnyiy-datchik-s-gerkonom
  13. http://www.zi-zi.ru/module/module-ky025
  14. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla_
  15. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гаусс_(единица_измерения)

Все файлы документации и программ находятся в общем архиве.

Обзор подготовил Denev.

25,00 Загрузка…

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ

Источник: https://2shemi.ru/datchiki-magnitnyh-polej/

Как выбрать подходящий магнитный датчик

Магнитный детектор

Нужна помощь в выборе правильных датчиков? Прочитайте эту статью.

Успех любой системы, использующей магнитные датчики, зависит от способности инженера-конструктора полностью понимать уникальные параметры, требования и ограничения всей системы, а не только датчика.

Помимо ответа на простой, но важный вопрос «Что должен делать этот датчик?», важно определить среду, в которой этот датчик будет работать.

Для гарантирования правильного выбора датчик среди прочего необходимо учесть факторы температуры, влажности, воздействия ультрафиолетового излучения, близости к другим компонентам системы.

Тем не менее, если во время процесса проектирования с выбором датчика запоздали, вполне вероятно, что специализированный датчик должен быть либо разработан, либо модифицирован в соответствии с конкретными требованиями конструкции реальной системы, что может стоить довольно дорого.

Большинство инженеров сталкиваются с проблемой завершения проекта, обнаруживая, что параметры ключевого компонента проекта были проигнорированы, и необходимо вернуться к чертежной доске или САПР, чтобы выяснить, как всё состыкуется.

Гораздо разумнее и дешевле учитывать все потенциальные факторы, влияющие на работу датчика до проектирования реальной системы, при этом всегда уделяя особое внимание конструкции всей системы.

В тех случаях, когда использования изготовленного на заказ датчика избежать невозможно, существуют определенные параметры проектирования, которые следует учитывать для обеспечения надежности конструкции системы: окружающая среда, механические, электрические и магнитные факторы.

Рисунок 1 – Компоненты датчика Холла для приложения определения скорости. Когда магнит вращается над датчиком, микросхема датчика Холла детектирует магнитное поле.Рисунок 2 – Датчик геркон состоит из контактов на ферромагнитных пластинах, которые запечатаны в стеклянной колбе. Если поместить датчик в магнитное поле, контакты разомкнутся или замкнутся.

Окружающая среда: знайте, что вас окружает

Существует несколько факторов окружающей среды, которые могут повлиять на работу магнитного датчика. Понимание влияния на датчик любого из этих факторов имеет решающее значение в процессе выбора и поможет инженеру принять меры предосторожности для обеспечения целостности системы.

Температура: Температура эксплуатации и хранения, превышающая 100°C, может ухудшить работу датчика и магнита. Датчики на основе эффекта Холла имеют ограничения по максимальной температуре в диапазоне от 85°C до 150°C.

После превышения значения максимальной температуры датчик теряет свою калибровку и перестает реагировать должным образом на магнитное поле. Работа геркона слабо зависит от температуры вплоть до 150°C.

Заключительный раздел по магнитным параметрам дает более подробную информацию о том, как температура влияет на выбор магнитного материала привода.

Влажность: Она сильно влияет на выбор магнитного материала и, если требуется, возможного покрытия магнита. Некоторые магнитные материалы, такие как неодим, очень чувствительны к влаге и могут разрушаться, поскольку железо в сырости разрушается.

Удары и вибрация: Необходимо учитывать эти физические воздействия. На герконы могут негативно повлиять перегрузки во много g, а также может потребоваться специальная ориентация пластин.

Ультрафиолет: Для наружного монтажа рассматриваемый пластиковый материал для датчика должен выдерживать длительное воздействие ультрафиолетового излучения. Инженер должен проверить, требуются ли какие-либо специальные критерии проверки работы.

Температурный шок: Рекомендуется провести проверку температурным шоком, чтобы проверить конструкцию датчика и обеспечить его продолжительную работу. Этот тест обычно проводят, если возможен широкий диапазон температур, например, от –40°C до +150°C.

Максимальная температура может достигать даже +150°C. При неправильном корпусе материалы могут разрушаться из-за высокого давления.

Должны быть проанализированы коэффициенты теплового расширения для пластика и материалов заливки для обеспечения их совместимости с коммутирующим компонентом внутри датчика в полном диапазоне температур.

Механические проблемы: понимание пространственных требований датчика

Инженер-проектировщик должен рассмотреть в САПР 3D модель, показывающую область в изготавливаемой системе, где будут расположены датчик и магнитный привод, чтобы получить точное понимание того, как датчик должен будет работать в заданном пространстве. Этот процесс поможет инженеру выбрать для системы оптимальный дизайн датчика и магнитного привода. Чтобы понять механические ограничения приложения, инженеры должны задать себе следующие вопросы:

  • Задана ли конкретная ориентация чувствительного компонента, которая может повлиять на дизайн корпуса и способ монтажа?
  • Есть ли пространство, как для датчика, так и для привода? Есть ли ограничения по размеру?
  • Обеспечивают ли требуемые расстояния для активации и деактивации между датчиком и приводом правильную ориентацию магнита по отношению к датчику?
  • Требуется ли специальный разъем (например, герметичный), совместимый с соединительным жгутом или монтажной платой? (Тип изоляции провода важен при рассмотрении температур или химической среды, в которых может находиться датчик. Для монтажа на печатной плате может рассматриваться устройство поверхностного монтажа.)
  • Есть ли специальные материалы, которые следует учитывать для соблюдения механических требований? Для создания корпусов для магнитных датчиков, таких как датчики Холла и герконы, наиболее распространенными материалами являются термопласты и цветные металлы.
  • Кроме того, для защиты геркона и датчика Холла необходимы герметизирующие материалы. Существует множество марок эпоксидных смол для герметизации. Для защиты датчиков обычно эпоксиды обычно предпочтительны из-за своей стабильности в широком диапазоне температур.

Электрические факторы: учитывайте нагрузку, количество циклов коммутации и тип выхода датчика

  • Чтобы полностью понять, какие электрические факторы влияют на проект, инженеры-проектировщики должны спросить себя:
    • Какая электрическая нагрузка будет коммутироваться?
    • Какие напряжения и токи будут коммутироваться?
    • Это переменное напряжение или постоянное? Воспринимает ли нагрузка логические уровни?
    • Питается ли схема от аккумулятора? Если да, ток каково значение напряжения на батарее?
    • Коммутируемая нагрузка является резистивной, индуктивной или емкостной?
  • Сколько циклов коммутации потребуется в течение всего срока службы продукта?
  • Есть ли особые требования к скорости переключения (например, для датчиков скорости)?
  • Какой тип выходного сигнала датчика необходим: аналоговый или цифровой?
  • Требуется ли нормально разомкнутый, нормально замкнутый или переключающий геркон?
  • Есть ли какие-либо особые требования, такие как EMC, EMI и ESD? (Это очень важно при использовании датчика Холла.)

Магнитные параметры: выбор лучшего магнита

К сожалению, магнитный привод часто упускается из виду при выборе конкретного геркона или датчика Холла. Это особенно удивительно, так как и магнит, и датчик составляют по 50 процентов окончательной конструкции магнитной схемы. Затрачивание значительного времени для выбора подходящего датчика может быть напрасным, если он будет сопряжен с неподходящим магнитом.

Проектировщик системы может сказать, что у него уже есть магнит, добавленный в проект системы без учета возможности технических проблем.

Для предотвращения проблем важно, чтобы инженер-конструктор рассмотрел дизайн магнита с учетом требований системы. Этот тщательный анализ магнитной схемы предотвратит длительные проблемы с качеством в процессе производства.

Для оценки качества и работы магнита инженер должен использовать следующий список:

  • Используйте программное обеспечение для магнитного моделирования, чтобы получить полное представление о магнитной рабочей среде датчика в широком диапазоне условий. Этот инструмент охарактеризует работу датчика при работе и взаимодействие с движущимися магнитными полями. Он должен учитывать любые черные металлы, расположенные рядом с датчиком и магнитным приводом, которые могут шунтировать от датчика предполагаемое магнитное поле. Это моделирование должно быть выполнено до тестирования на прототипах.
  • Рассмотрите температуру приложения, поскольку она оказывает наибольшее влияние на магнитный материал. Некоторые магнитные материалы, такие как неодим, имеют ограничения на максимально допустимую рабочую температуру. Как только максимальная температура будет превышена, плотность потока значительно уменьшится и не сможет быть восстановлена. В неопасных средах, таких как приложения внутри помещений, могут хорошо работать магнит из альнико (сплав ЮНДК) или дешевый керамический магнит, если материал соответствует требуемому расстоянию для активации датчика. В высокотемпературных приложениях с большим количеством колебаний температуры (например, в автомобиле) часто требуется очень стабильный редкоземельный магнитный материал, такой как самарий-кобальт.
  • Изучите полярность и ориентацию магнита. Датчик Холла обычно работает только с использованием северного или южного полюса магнита. Герконовый датчик не чувствителен к полярности и будет хорошо работать с любым магнитным полюсом.
  • Если допуски на активацию довольно строги, отбросьте керамику и альнико, лучше взять магнит из неодима или самария-кобальта. За последние годы материалы из редкоземельных элементов стали более конкурентоспособны.
  • Будьте предельно осторожны с использованием неодимового магнита, когда приложение находится в среде с высокой влажностью. Никелевое покрытие является хорошей защитой для неодима. Однако это не гарантия того, что сырость не проникнет через трещину в никеле. Если требуется редкоземельный материал, выберите магнит из самария.
  • Если магнит помещен в корпус из пластика или цветного метала, то в условиях высокой влажности можно использовать магнит и из неодима.
  • Чтобы цена при заказе/изготовлении датчика не стала проблемой, материал магнита должен выбираться одновременно с проектированием датчика.

Заключение

Ключевым моментом в разработке надежной магнитной системы датчиков является способность охватить все параметры работы, необходимые для конкретного датчика, который необходимо подобрать.

В тех случаях, когда требуются специальные датчики, для обеспечения оптимальной конструкции системы в процессе выбора датчика и магнита необходимо учитывать факторы окружающей среды, механические воздействия, электрические факторы и магнитные условия.

Оригинал статьи:

  • Gwenn Gmeinder, Littelfuse. How to Select a Custom Magnet Sensor

Источник: https://radioprog.ru/post/225

GM3120: обзор характеристик детектора электромагнитного излучения

Магнитный детектор

Производителем детектора электромагнитного излучения GM3120 является китайская компания Benetech. Выпускаемый фирмой прибор используется для измерения интенсивности электромагнитных полей. Применение устройства дает возможность качественно определять физические величины напряжения и силы тока электромагнитного излучения, исходящего от различных объектов и предметов бытовой техники.

Детектор от производителя Benetech

Основное направление специализации фирмы Benetech связано с производством измерительного оборудования. В любых отраслях промышленности применяются различные виды приборов для измерения напряжения, давления, температуры и других параметров. К ним можно отнести:

  • манометры;
  • термометры;
  • ваттметры;
  • люксометры;
  • мультиметры и др.

Компания Benetech выпускает не только промышленные, но и бытовые виды устройств. К ним относится
рассматриваемый детектор. Прибор подходит для контроля уровня электромагнитного излучения вокруг электрического оборудования, линий электропередач, бытовой домашней техники.

Для удобства эксплуатации детектор можно переносить в кармане. Производителем предусмотренавозможность установки устройства на ровную поверхность. Аппарат способен эффективно выявлять

наличие электромагнитного поля, которое оказывает отрицательное влияние на здоровье человека.

Производителем прилагается инструкция к прибору на английском и русском языках.

Вся документация, идущая в комплекте с устройством, предоставляется потребителю на китайском языке.

Для облегчения выбора измерительного прибора в инструкции указаны все технические характеристики.

Benetech — продвинутый на рынке производитель.

Стоимость, по которой реализуется бытовой тестер от этой компании, является достаточно низкой.

Детектор от этой фирмы можно приобрести на различных
специализированных сайтах либо в супермаркетах по цене от 1080 рублей. На упаковке данного товара имеется информация о производителе, его электронный адрес.

Модель, выполненная в китайском варианте, имеет иероглифы на поверхности корпуса.

Производитель поставляет на рынок и английскую версию устройства. При покупке детектора иероглифам можно не придавать большого значения, поскольку для измерения необходимы только цифры на экране устройства.

Область применения измерителя Benetech

Основное назначение тестера связано с измерением электромагнитных полей. Эта наиболее
известная физическая величина возникла на этапе зарождения вселенной. Видимый свет — основная форма исследуемого измерителем показателя.

Обзор электрических и магнитных полей выявил, что они являются частью спектра электромагнитного
излучения, которое бывает следующих видов:

  • статическое электрическое;
  • магнитное;
  • радиоволновое;
  • инфракрасное;
  • рентгеновское.

Областью применения устройства считается:

  • замер напряженности электромагнитного поля (ЭМП), которое генерируется линиями электропередач (ЛЭП) либо различными видами электронной техники;
  • обнаружение скрытого кабеля;
  • выявление качества заземления электрического оборудования;
  • исследование уровня интенсивности излучения, исходящего от электроприборов в домашних условиях;
  • исследование радиационной обстановки рядом с электростанциями, высоковольтными линиями, заводами, военными объектами, аэропортами.

СанПиН 2.1.2.1002-00 устанавливает предельно допустимые гигиенические нормы. В российских условиях нормальный уровень электромагнитного излучения считается равным 10 мкТл.

С целью недопущения отрицательных последствий влияния фактора ЭМП Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) рекомендуется безопасный уровень этого показателя, равный 0,2 мкТл.

При этом должна учитываться неопределенность в изучении эффектов влияния ЭМП.

Читать также  Обзор и технические характеристики робота пылесоса Panda X500

Возможности детектора

Тестер полезен тем, что с помощью него допускается делать замеры интенсивности электромагнитного излучения от бытовых электроприборов и техники.

Детектор позволяет выявлять наличие в квартире скрытой проводки.

Благодаря встроенному датчику можно узнавать результаты тестирования, оптимальность которого зависит от наличия 2-х режимов.

Дисплей показывает точные цифровые данные, которые измеряются в следующих единицах:

  • электрическое поле — V/m;
  • магнитное поле — µt.

В процессе замеров можно заметить, что небольшое увеличение расстояния способно снизить силу поля.

Вместе с тем бытовая техника, обладающая достаточной мощностью, передает электромагнитное поле на расстояние.

Таким образом, детектор от фирмы Benetech,
применяемый в быту и в промышленных условиях, позволяет контролировать электромагнитное излучение вблизи электрических приборов и прочих объектов.

Применение прибора GM3120 дает возможность не только заранее выявить месторасположение кабеля, но и подобрать место, где допускается удачно проложить новую проводку, просверлить стены, установить розетки.

При чрезмерном и постоянном воздействии электрического и магнитного поля на организм человека увеличивается вероятность развития определенных заболеваний. По мнению изготовителя, прибор незаменим для тех, у кого диагностированы сердечно-сосудистые патологии.

Внешний вид детектора

Компактный внешний вид детектора, напоминающего обычный мультиметр, обеспечивает качество применения прибора. Корпус ярко-оранжевого цвета имеет ребристые боковые части. Это позволяет удобно удерживать устройство в руке.

Задняя часть тестера с табличкой основных параметров устройства предусматривает наличие отсека для элемента питания. Он представляет собой батарейку типа «Крона» (9 В).

Корпус выполнен так, что
вставить батарейку неверно нельзя. Наличие небольшого монохромного дисплея в верхней части тестера позволяет выявлять показатели физических величин.

Под экраном на корпусе прибора имеются 3 кнопки, обеспечивающие проведение измерений. Выше негоуказан частотный диапазон, в пределах которого могут выполняться замеры. Там же отведено место

для наименования торговой марки и названия модели измерителя.

Под экраном тестера имеется надпись «Electromagnetic Radiation Tester». В переводе с английского
языка слово «radiation» означает излучение. Полностью надпись под дисплеем переводится как «тестер электромагнитного излучения», но к радиоактивным приборам детектор не имеет никакого отношения.

Справа от надписи имеется светодиод красного цвета, срабатывающий в условиях превышения порога в 40 В/м и/или 0,4 мкТ. Светодиод начинает мигать при обнаружении превышения допустимых норм. При включении звука прибор издает пикающий сигнал.

Достоинства и недостатки устройства

Достоинство прибора состоит в том, что им можно определять электромагнитную радиационную обстановку на открытом воздухе или в помещении.

С помощью этого тестера выявляются только приблизительные физические величины, поскольку он не относится к профессиональным измерительным приборам.

Заявленная производителем точность детектора не дает возможности определить силу электромагнитного поля без погрешности.

Преимуществом тестера считается возможность измерять силу электромагнитного поля, передаваемого бытовыми приборами на определенное расстояние.

С помощью устройства можно измерять электромагнитное излучение в частотном диапазоне до 2000 МГц, поэтому прибор не способен реагировать на WiFi-излучение.

Тестер обладает следующими видами преимуществ, выделяющих его среди аналогичных измерителей:

  • двойной режим замера ЭМП;
  • наличие звуковой и световой сигнализации;
  • вывод значений замеров в виде текстовых подсказок;
  • дисплей с тремя зонами;
  • возможность одновременного отображения результатов замеров;
  • автоматическая сигнализация в случае превышения показаниями безопасных значений;
  • наличие индикатора заряда батарейки;
  • возможность автоматического выключения подсветки экрана;
  • показ средних и пиковых значений замеров;
  • режим энергосбережения;
  • функция «HOLD», удерживающая данные на дисплее.

Правая сторона дисплея показывает информацию о режиме работы, оставшемся заряде батарейки.Делать измерения прибором можно и в темное время суток. Это допускается благодаря равномернойподсветке. Она не слишком яркая, что делает ее приятной для зрения. С боковых сторон корпуса

измерителя имеются выступающие элементы, обеспечивающие более удобное удержание прибора в руке.

Технические характеристики и комплектация

Перед покупкой детектора лучше ознакомиться с его техническими характеристиками, представленнымив инструкции к устройству. Единицей измерения электрического поля является В/м, а магнитного —

мкТл. Модель детектора GM3120 обладает следующими функциональными и техническими параметрами для замеров электрического и магнитного поля соответственно:

  • шаг измерений составляет 1 В/м, 0,01 мкТл;
  • сигнал тревоги имеет пороговое значение 40 В/м, 0,4 мкТл.

Среди предусмотренных параметров измерения, на которые следует обратить внимание, выделяются
следующие диапазоны:

  • электрического поля — 1-1999 В/м;
  • магнитного поля — 0,01-19,99 мкТл;
  • частот (время выборки) — 5-3500 МГц;
  • рабочих температур — 0…+50°C.

Время тестового режима — около 0,4 секунд. Прибор способен функционировать в условиях низкойосвещенности и влажности не более 80% при рабочем напряжении 9 В (1 батарейка «Крона»). ЖК-дисплей прибора имеет размеры, равные 43х32 мм. Вес измерителя составляет 146 г, а его габариты —

130х65х30 мм. В комплект с устройством в оригинальной упаковке входят инструкция и батарейка.

Принцип действия измерителя GM3120

Принцип работы тестера основан на выявлении показателей, связанных с измерением следующих
физических величин, приходящихся на определенное расстояние от объекта излучения:

  • напряжения, являющегося причиной возникновения электрического поля;
  • силы тока, вызывающего появление магнитного поля.

Сила электрического поля измеряется в вольтах на метр (В/м), а магнитного — в амперах на метр(А/м). Электрическое поле способно сохраняться даже в том случае, если прибор выключен. По мереудаления от устройства этот показатель уменьшается. Наличие электрического поля нейтрализуется

большинством строительных материалов.

Читать также  Особенности и характеристики сварочного аппарата Sunkko 787A

Верхний показатель на дисплее отражает данные о наличии электрического поля или низкочастотныхизлучений. Максимальной величиной показаний является порог, равный 1999 V/м. Согласно нормамСанПиНа, значение предельно допустимого уровня составляет 500 V/м. Наибольшую опасностьпредставляют собой объекты, создающие большое напряжение на открытом пространстве, например,

столбы ЛЭП.

Нижний показатель на дисплее прибора позволяет определить магнитное поле или высокочастотноеизлучение, измеряемое в мкТл. Такой тип излучения исходит от мобильных телефонов, компьютеров,телевизоров и т. д. Максимальным уровнем считается 19,99 мкТл (микротесл). Наличие магнитного

поля нельзя устранить с помощью большинства строительных материалов.

Измерение электромагнитного поля

Сердцем измерительного прибора является однокристальный микроконтроллер WT56F216 универсального типа. Слева от него располагается контроллер дисплея, оснащенный возможностью управления памятью HT1621B. Выше микроконтроллера имеется операционный усилитель 27M2С. Все это можно узнать, если разобрать прибор, сняв крышку с корпуса.

Чтобы включить измеритель, потребуется его снова собрать. Когда он готов к работе, можно включать его. При этом начинают светиться все сегменты дисплея.

Верхняя часть экрана показывает единицу измерения напряженности электрического поля или «В/м» (вольт на метр). В нижней части дисплея высвечивается «мкТл» (микротесла), т. е. единица, кратная Тл, составляющая 0,000001 Тл (тесла).

Это единица измерения магнитной индукции, плотности потока магнитной индукции.

Под дисплеем предусмотрен красный светодиод небольшого размера. В случае превышения допустимого уровня он мигает красным цветом. Для проведения измерений прибор необходимо включить, а затем поднести на максимально близкое расстояние к бытовому устройству верхней гранью. В торце детектора есть антенна, поэтому его нужно направлять именно этой стороной на исследуемый объект.

Прибор автоматически издает звуко-световой сигнал, если результат измерений превысил безопасное
значение. Ниже дисплея располагаются 3 кнопки:

  1. Кнопка внизу. Включает/выключает питание прибора (подсветку экрана), для чего кнопка нажимается и удерживается.
  2. Кнопка «HOLD/BEEP». Нажатие кратковременно позволяет сохранить на экране значение, отображаемое в данный момент, при длительном нажатии будет включаться/выключаться звук при превышении установленной нормы.
  3. Кнопка «AVG/VPP». Переводит прибор в режим средних/пиковых значений.

Кнопка AVG\VPP обеспечивает переключение режима измерения. Если режим VPP позволяет зафиксировать на экране максимальное значение показаний, то AVG предусмотренен для динамического измерения, проводимого тестером. Показания могут изменяться 3 раза в секунду.Обзор детектора GM3120, используемого для измерения электромагнитного поля, выявил основные

преимущества этого прибора.

Таким образом, измеритель, производимый китайской компанией Benetech, представляет собой компактное устройство. Прибор является безопасным для человека. Его можно использовать с целью поддержания собственного здоровья для устранения источников электромагнитного излучения, норма которого превышает значение, установленное СанПиН.

Источник: http://bazaroved.ru/detektor-gm3120-dlya-izmereniya-elektromagnitnogo-polya/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.