5. Magnetické senzory Magnetická měření Napěťový a proudový transformátor Bezkontaktní senzory el. proudu



Podobné dokumenty
7. Měření lineární a úhlové polohy. Optoelektronické a ultrazvukové senzory

SNÍMAČE POLOHY. Odporové snímače polohy spojité

Kompenzační transformátory proudu

Přesné magnetické snímače a jejich aplikace

SNÍMAČE PRO MĚŘENÍ VZDÁLENOSTI A POSUVU

7. Měření lineární a úhlové polohy. Optoelektronické a ultrazvukové senzory

MĚŘENÍ HYSTEREZNÍ SMYČKY TRANSFORMÁTORU

KAPACITNÍ, INDUKČNOSTNÍ A INDUKČNÍ SNÍMAČE

Magneticky měkké materiály

3. Měření efektivní hodnoty, výkonu a spotřeby energie

MĚŘENÍ HYSTEREZNÍ SMYČKY TRANSFORMÁTORU

4. Magnetické pole Fyzikální podstata magnetismu. je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů

Jan Perný využíváme při orientaci pomocí kompasu. Drobná odchylka mezi severním

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma. Základní charakteristika a demonstrování základních principů měření veličin

FYZIKA KOLEM NÁS. bez vnějšího pole. s vnějším polem

Senzory síly a tlaku. Evropský sociální fond. Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti.

1. ÚVOD 2. MAGNETOMETRY 2.1. PRINCIP MAGNETOMETRŮ 2009/

SNÍMAČE. - čidla, senzory snímají měří skutečnou hodnotu regulované veličiny (dávají informace o stavu technického zařízení).

Prohlašuji, že jsem svou bakalářskou práci vypracoval samostatně a použil jsem pouze

Měření spotřeby energie a médií Monitorování a ovládání

Přesné magnetické snímače a jejich aplikace

Princip magnetického záznamuznamu

9. MĚŘENÍ SÍLY TENZOMETRICKÝM MŮSTKEM

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Určeno pro studenty kombinované formy FS, předmětu Elektrotechnika II. Vítězslav Stýskala, Jan Dudek únor Sylabus tématu

1. Co je to senzor. Snímá fyzikální, chemickou či biologickou veličinu Převádí ji na signál nebo na jinou veličinu

VE ŠKOLE PRO PRAKTICKOU VÝUKU, MOTIVACI I ZÁBAVU

INTELIGENTNÍ SNÍMAČE

Rychlostní a objemové snímače průtoku tekutin

Co je uvnitř - senzory a přístrojová technika v NXT robotech. Pavel Ripka katedra měření ČVUT

6. MĚŘENÍ PROUDU A NAPĚTÍ

Použití. Výhody. Technické parametry. Zapisovač bodový programovatelný s digitálním zobrazováním ZEPAREX 539

6. Senzory elektrického proudu. Měření výkonu.

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

1. ÚVOD 2. PROPUSTNÝ MĚNIČ 2009/

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření otáček a úhlové rychlosti

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ NAPÁJECÍ ZDROJE

Elektronický zapisovač eco-graph

SERVISNÍ MANUÁL ATA PULS 2

Magnetická metoda prášková DZM 2013

PŘÍSLUŠENSTVÍ SPECIÁLNÍ POŽADAVKY. Elektrické příslušenství. Vždy se snažíme plnit specifické požadavky zákazníka.

Rezonanční elektromotor

REVIZNÍ A PROVOZNÍ PŘÍSTROJE V V V 0, Ω. 1 nf- 9,99 µf. 0 až 600 V V V V. 1,2-3mA V.

BEZKONTAKTNÍ PROUDOVÝ SENZOR DC A AC PROUDU NÍZKÝCH KMITOČTŮ S VYUŽITÍM WIEGANDOVA EFEKTU

Hlídač plamene SP 1.4 S

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

LMP 305 LMP 305. Nerezová ponorná sonda výšky hladiny. polovodičový tenzometr s nerezovou oddělovací

Studijní program: P2301 Strojní inženýrství Studijní obor: 2302V019 Stavba strojů a zařízení DIZERTAČNÍ PRÁCE

Zesilovače biologických signálů. X31LET Lékařskátechnika Jan Havlík, Zdeněk Horčík Katedra teorie obvodů

HUMISTAR BŘEZEN 2009 INTELIGENTNÍ PŘEVODNÍKY VLHKOSTI A TEPLOTY ŘADA SDKA

ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně

MODELOVÁNÍ MAGNETICKÝCH LOŽISEK

6. Měření veličin v mechanice tuhých a poddajných látek

VYSOKÁ ŠKOLA POLYTECHNICKÁ JIHLAVA

2. Pasivní snímače. 2.1 Odporové snímače

UNIVERZITA PARDUBICE

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Mechatronické systémy s krokovými motory

Senzory teploty. Evropský sociální fond. Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti.

8. Senzory a převodníky pro měření otáček, rychlosti a zrychlení. Měření vibrací.


I 3 =10mA (2) R 3. 5mA (0)

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Obsah. Zobrazovací a ovládací prvky na čelním panelu. Účel použití. Elektrické zapojení. Obr : Analogový vstupní modul 07 AI 91

Základy rádiové navigace

FYZIKA II. Petr Praus 10. Přednáška Magnetické pole v látce

Specifikace. Model RAKD výrobku Malý kovový Rotametr

3. Elektromagnetické pole Vlnové rovnice elektromagnetického pole 68

Obsah. Stejnosměrné motory s čelní převodovkou. Série SGC140. Série SGC200. Série SGC270. Série SGC271. Série SGC272. Série SGC273.

11. MĚŘENÍ SŘÍDAVÉHO PROUDU A NAPĚTÍ

Zkouškové otázky z A7B31ELI

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec

Inovace výuky předmětu Robotika v lékařství

-CII LEVEL INSTRUMENTS TLAKOVÝ SNÍMAÈ VLASTNOSTI TECHNICKÝ POPIS FKP, FDP...4 KONSTRUKÈNÍ LIST. Funkèní vlastnosti

Pracovní třídy zesilovačů

Senzory polohy. lineární / rotační

8. Operaèní zesilovaèe

4. Zpracování signálu ze snímačů

- zvláštní měřicí rozsahy. Přednosti

Průmyslový snímač tlaku. Přednosti

Napětí Jm. výkon Jm. otáčky Jm. moment 6 V 9 V 12 V 24 V 12 V 24 V 12 V 24 V 12 V 24 V 12 V 24 V 12 V 24 V 12 V 24 V 12 V 24 V 12 V 24 V 12 V 24 V

MĚŘENÍ TEPLOTY. Přehled technických teploměrů. Teploměry kapalinové. Teploměry tenzní. Rozdělení snímačů teploty: Ukázky aplikace termochromních barev

Měření elektrického proudu

Kyvné pohony Série Miniaturní kompaktní suporty Série Tlumiče nárazu Série 6900

10a. Měření rozptylového magnetického pole transformátoru s toroidním jádrem a jádrem EI

V ZÁKON ELEKTRICKÝ ODPOR

Měření vodivosti / teploty mycom CLM 121/151

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

2. Určete komplexní impedanci dvojpólu, jeli dáno: S = 900 VA, P = 720 W a I = 20 A, z jakých prvků lze dvojpól sestavit?

Zesilovač s tranzistorem MOSFET

11/18/2012. Snímače ve VPM. Snímače ve VPM obsah prezentace. Snímače ve VPM. Konstrukce polovodičových měničů

ROZD LENÍ ZESILOVA Hlavní hledisko : Další hlediska : A) Podle kmito zesilovaných signál B) Podle rozsahu zpracovávaného kmito tového pásma

ZADÁVACÍ DOKUMENTACE

Uživatelská příručka. PCL1000 Multi-funkční kalibrátor. tel: fax: web:

V následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.

zkoušečky napětí UNITEST Moskito LED, LCD UNITEST Poltest UNITEST 2000 alpha

Základní pojmy. T = ϑ + 273,15 [K], [ C] Definice teploty:

FEM SIMULACE PŘEVODNÍ CHARAKTERISTIKY KAPACITNÍHO SENZORU POLOHY

Kompenzační transformátory proudu Proudové senzory

Transkript:

5. Magnetické senzory Magnetická měření Napěťový a proudový transformátor Bezkontaktní senzory el. proudu přednášky A3B38SME Senzory a měření zdroje převzatých obrázků: pokud není uvedeno jinak, zdrojem je monografie Haasz, Sedláček: Elektrická měření a skripta Ripka, Ďaďo, Kreidl, Novák: Senzory P. Ripka, 20. 2. 2011 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 1

Hlavní magnetické zákony užívané v měření Z toho lze odvodit u i = Blv měření rychlosti (tachodynama, indukční průtokoměry) Využití i v bezkontaktních senzorech proudu 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 2

Opakování: Integrační zesilovač u 2 R I C C u 1 i 1 t u C i R u i C d d C 1 1 = = = u C u = 2 ( ) ( ) 1 2 1 1 2 C 2 2 1 2 2 1 2 1 d ) ( 1 - d ) ( 1 ) ( ) ( t u t t u RC t u t t i C t u t t t t t t + = + = = Φ Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 77-80 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 3

Magnetické senzory Hallova sonda Magnetorezistory Indukční cívka Fluxgate senzor nestihneme: Magnetooptické senzory SQUID NMR 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 4

r F m r r q( v B) = Lorentzova síla Hallova sonda U H = R t H IB I t U H B Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 250 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 5

Použití Hallovy sondy a magnetorezistorů Měření magnetického pole Bezkontaktní měření elektrických proudů S permanentním magnetem: měření polohy magnet je součástí senzoru magnet je na pohyblivé části 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 6

Hallův spínač (Hallswitch) nejrozšířenější senzor polohy často CMOS min. 3 vývody různé spínací charakteristiky vymezená frekv. oblast (dynamický typ = st) polarita a hystereze i diferenční provedení i ve smart provedení Viz Ripka a kol.: Senzory a převodníky, str. 19 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 7

Inteligentní Hallůvsenzor V DD napájecí obvody teplotní komp. oscilátor ochranné obvody spínaná Hallova sonda A/D DSP D/A 100 Ω OUT detekce úrovně napájení EPROM zámek číslicový výstup GND Micronas HAL 800: 3 vývody analogový <> digitální mod Viz Ripka a kol.: Senzory a převodníky, str. 19 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 8

Magnetorezistory feromagnetické: AMR (anizotropní magnetorezistance) cilivější než Hallůvsenzor citlivé v rovině chipu výr. Philips, Honeywell,... příp. GMR, TMR Pro B od 1 µt do 10 mt polovodičové: kvadratická charakteristika, pro vyšší B (cca 100 mt až 2 T) výr. Murata 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 9

AMR (anizotropní magnetorezistor) H Y x směr M r AMR efekt: elektrický odpor ve směru magnetizace je vyšší než ve směru kolmém. Tenká vrstva permalloye (slitina FeNi) je nanesena na křemíkový substrát. Senzor tvoří jednu magnetickou doménu. Remanentní magnetizace leží ve směru x H Y otáčí magnetizaci M R se mění o 2%-3% Viz Ripka a kol.: Senzory a převodníky, str. 20 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 10

AMR: linearizace Posuv pracovního bodu do lineární oblasti Používané pro vyšší pole např. u senzorů polohy s permanentním magnetem Proužková struktura (Barber pole) odkloní směr proudu o 45 o (Honeywell) Vhodnější pro menší pole (např. pro kompas) 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 11

Philips KMZ Plný můstek z meandrových odporů s kovovými deflekčními proužky (barber poles) AMR můstkový senzor 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 12

AMR kompas: vývoj FEL pro firmu Brownline Jednoduchý AMR kompas 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 13

Indukční senzory u i = -dφ/dt = d(nsµ 0 µ r (t)h(t))/dt kde u i je indukované napětí do cívky s N závity (okamžitá hodnota) Φ Magnetický cívkový tok Φ = NBS S plocha cívky ( = přibližně průřezu magnetického jádra) H magnetické pole v jádru senzoru (přibližně rovné mag. H ve vzduchu) µ r (t) relativní permeabilita jádra senzoru (pro vzduchovou cívku µ r (t)= 1) u i = NS µ 0 µ r dh(t)/dt + N µ 0 µ r H ds(t)/dt + NS µ 0 H d µ r (t)/dt Indukční cívka Rotující cívka Fluxgate senzor 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 14

Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 252-254 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 15

Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 250-251 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 16

Přesné fluxgate magnetometry pro družice 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 17

Fluxgate object locator DIMADS Schiebel Austria, sensors from Czech Technical University 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 18

Měření charakteristik feromagnetických materiálů Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 256-257 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 19

Měření charakteristik feromagnetických materiálů Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 258 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 20

Měření charakteristik feromagnetických materiálů Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 259-261 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 21

Měření dynamické hysterezní smyčky R B 0, tzv. napěťové magnetování sin. průběh B (vyžadováno v normě) Plocha smyčky je úměrná ztrátám ve feromagnetickém materiálu Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 262 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 22

Transformátor náhradní schema (vázaný induktor viz přednášky prof. Zemánka) Zjednodušené náhradní schéma měřicího transformátoru (přepočteno na převod 1 : 1) Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 189-192 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 23

Měřicí transformátor napětí Použití: měření VN, galvanické oddělení Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 189-192 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 24

Měřicí transformátor proudu (CT, ICT) magnetovací proud I 01 způsobuje chybu převodu a fáze požadavek: Z 2 minimální, (je udávána max. hodnota Z 2 nebo max. zdánlivý výkon ve VA) Upozornění: Sekundární obvod měřicího transformátoru proudu se za provozu nesmí rozpojit!! Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 189-192 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 25

Senzory pro měření el. proudu Proudový transformátor měří jen střídavé proudy bočník do cca 1000 A Převodník I/U jen pro velmi malé proudy (do 1 ma) Hallův proudový senzor AMR proudový senzor Magnetooptický proudový senzor SS transformátor Rogowského cívka měří jen střídavé nebo pulsní proudy 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 26

Bočník Žádné galvanické oddělení Ztráty - hřeje Měřený obvod se musí rozpojit trubka a čela z vodivého materiálu I x U B keramická trubka vrstva z odporového materiálu Pro ss proudy Pro střídavé proudy (bezindukční např. koaxiální bočník) Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 188-189 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 27

Stacionární senzory el. proudu se jhem přímé a kompenzované 2 1 2 2 U 2 n I 1 I 1 = = n n 2 I U R 2 Viz Haasz, Sedláček: Elektrická měření, str. 184 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 28

Stejnosměrné proudové kleště Hall 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 29

Zpětnovazební proudové senzory a Hallovou sondou 1 A.. 1 ka sensors LTS 25 NP 25 A, 200 khz error 0.02 % sensitivity TC: 50 ppm/k 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 30 LEM

Stacionární senzory el. proudu se jhem kompenzované LEM 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 31

Nekompenzované Hallovy proudové senzory 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 32

Proudový AMR senzor range 5... 50 A linearity 0.1 % sens. tempco 50..100 ppm/k typ. offset (25 0 C) 15 ma max. offset 30.. 50mA (-25.. 85 0 C) 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 33

Další proudové senzory Magnetooptické (vč. optických vláknových) Jen pro velké proudy, využívají Kerrova jevu (natáčení polarizační roviny světla v magnetickém poli) Modulační DC transformátory (na principu fluxgate ) Rogowského cívky (di/dt senzory) Používají se i v elektroměrech, vyžadují integrátor, měří jen střídavé nebo pulsní proudy nebo změny ss proudu 20.2.2011 A3M38SEM přednáška 5 34