Mijloace și metode de măsurare a mărimilor magnetice

Uneori, pentru a rezolva probleme tehnice sau în scopuri de cercetare, este necesară măsurarea mărimilor magnetice. Desigur, valoarea mărimii magnetice necesare poate fi stabilită și indirect prin recurgerea la formule bazate pe date inițiale cunoscute. Cu toate acestea, pentru a obține cea mai precisă valoare a fluxului magnetic F, a inducției magnetice B sau a intensității câmpului magnetic H, metoda de măsurare directă este mai potrivită. Să luăm în considerare metodele de măsurare directă a mărimilor magnetice.

În principiu, metoda de măsurare a valorii magnetice se poate baza pe camp magnetic la curent sau la fir. Forța cauzată de câmpul magnetic este conectată la procesul electric, iar apoi cu ajutorul unui dispozitiv electric de măsurare se obține valoarea mărimii măsurate într-o formă convenabilă pentru percepția umană.

Există două metode principale de măsurare a mărimilor magnetice: inducție și galvanomagnetică.

Primul se bazează pe inducerea EMF atunci când fluxul magnetic se modifică, al doilea - pe acțiunea câmpului magnetic asupra curentului. Să ne uităm la aceste două metode separat.

Metoda inducției electromagnetice

Se știe că atunci când spirele bobinei L sunt traversate de fluxul magnetic F (când se modifică fluxul magnetic care pătrunde în circuit), în conductorul bobinei este indus un EMF (E), proporțional cu viteza de schimbare a magneticului. flux dF / dt, adică proporțional cu valoarea sa F. Acest fenomen este descris prin formula:

Într-un câmp magnetic uniform, fluxul magnetic F va fi direct proporțional cu inducția magnetică B, iar coeficientul de proporționalitate va fi aria buclei S străpunsă de liniile de inducție magnetică.

În continuare - inducție magnetică B se va dovedi a fi direct proporțional cu puterea câmpului magnetic H prin constanta magnetică μ0 dacă fenomenul are loc în vid, sau ținând cont de permeabilitatea magnetică a mediului - și prin permeabilitatea magnetică relativă μ a acestui mediu .

Deci, metoda inducției vă permite să găsiți valorile: fluxul magnetic Ф, inducția magnetică B și intensitatea câmpului magnetic H. Dispozitivele de măsurare a fluxului magnetic se numesc webmetre sau fluxmetre (din flux — flux).

Un Webermetru constă dintr-o bobină de inducție cu parametri cunoscuți și un integrator DUT. Dispozitivul de integrare este un galvanometru magnetoelectric.

Dacă bobina unui contor de bandă este introdusă sau scoasă dintr-un spațiu în care există un câmp magnetic, atunci deviația mecanismului de măsurare al contorului de bandă (deformarea punctului sau schimbarea numerelor de pe afișaj) va fi proporțională cu inducerea B a acelui câmp magnetic.Dependența matematică este ușor descrisă prin formula:

Metoda galvanomagnetică (metoda Hall)

Este bine cunoscut faptul că forța lui Ampere acționează asupra unui fir purtător de curent situat într-un câmp magnetic extern și, dacă ne uităm la proces mai atent, atunci forța lui Lorentz acționează asupra particulelor încărcate care se mișcă în fir.

Deci, dacă o placă conducătoare este plasată într-un câmp magnetic și un curent electric direct sau alternativ trece prin placă, atunci va apărea o diferență de potențial directă sau alternativă la capetele plăcii. Această diferență de potențial Ex se numește EMF Hall.

Pe baza parametrilor cunoscuți ai plăcii, cunoscând EMF Hall, este posibil să se determine valoarea inducției magnetice B. Un dispozitiv destinat măsurării inducției magnetice se numește teslametru.

Dacă Senzor Hall (senzor Hall) putere de la o sursă și apoi se aplică o diferență de potențial de compensare de la o a doua sursă, apoi este posibil să se determine FEM Hall prin metoda compensatorului folosind un comparator.

Aparatul este destul de simplu: tensiunea de compensare preluată de la rezistența reglabilă se aplică în antifază cu f.m. Hall și astfel se determină valoarea f.m. Hall. Atunci când circuitul de compensare și senzorul Hall sunt alimentate din aceeași sursă, eroarea care poate apărea din instabilitatea tensiunii și frecvenței generatorului este eliminată.

Senzorii Hall sunt folosiți pe scară largă ca senzori de poziție a rotorului în motoarele electrice și alte mașini în care un semnal poate fi obținut de la un magnet permanent în mișcare sau de la un miez de transformator magnetizat.În special, senzorul Hall în unele aplicații acționează ca un fel de alternativă la transformatorul de curent de măsurare.