سنسور مغناطيسي

سنسورهاي مغناطيسي ميدان هاي مغناطيسي را از نظر شار، شدت و جهت اندازه گيري مي كنند. براي چندين سال، سنجش ميدان مغناطيسي در بسياري از صنايع بسيار مهم بوده است.

خوانش سنسور مغناطيسي (تغييرات و تغييرات ميدان مغناطيسي) ممكن است براي نظارت بر مكان، جهت، چرخش و زاويه، وجود جريان الكتريكي و غيره مورد استفاده قرار گيرد. در نتيجه، سنسورهاي مغناطيسي در بسياري از كاربردها مانند خودروسازي، نظامي، روبات‌ها، تجهيزات پزشكي، تجهيزات فضايي، علوم زمين و اندازه‌گيري‌هاي صنعتي استفاده مي‌شوند.

انواع سنسورهاي مغناطيسي
چندين سنسور مغناطيسي مانند سنسورهاي اثر هال، مقاومت‌هاي مغناطيسي پروسكايت، سنسورهاي شار، سنسورهاي مقاومت مغناطيسي ناهمسانگرد (AMR) و مغناطيس‌سنج‌هاي القايي توليد شده‌اند. سنسورهاي اثر هال يكي از پركاربردترين سنسورها براي سنجش ميدان هاي مغناطيسي هستند.

با اين حال، آشكارسازهاي مغناطيسي مقاومتي ناهمسانگرد (AMR) با سوئيچينگ تعبيه شده و سيم پيچ هاي بازخورد اخيراً به اجزاي معمولي براي استفاده در فناوري هاي با دقت متوسط مانند قطب نماهاي دستگاه هاي ديجيتال تبديل شده اند. آشكارسازهاي AMR داراي دقت ميداني 100 برابر سنسورهاي هال افكت با ابعاد و توان مصرفي يكسان هستند.

اصل كار سنسورهاي مغناطيسي
سنسور مغناطيسي از يك تراشه با يك جزء مقاومت مغناطيسي براي تشخيص بردارهاي مغناطيسي و يك آهنربا براي باياس بردار مغناطيسي تشكيل شده است كه مي تواند توسط مولفه مقاومت مغناطيسي تشخيص داده شود.

تراشه مورد استفاده در سنسور ممكن است براي تشخيص تغييرات در بردار مغناطيسي استفاده شود. اين بردار فعاليت يك جسم مغناطيسي را با تغيير مقاومت الكتريكي جزء مقاومت مغناطيسي مشاهده مي كند.

هنگامي كه باياس برداري الكترومغناطيسي به دليل همكاري آهنربا با بدنه مغناطيسي اتفاق مي افتد، حركتي در تراشه سنسور ايجاد مي كند. سنسور ممكن است براي فعال كردن عملكرد قطب نما در منوي ناوبري استفاده شود.

مواد مغناطيسي نرم نقش مهمي در طيف وسيعي از سنسورها ايفا مي كنند كه خواص مغناطيسي، جريان هاي الكتريكي، جابجايي ها و نيروهاي مكانيكي را كنترل مي كنند. محبوب ترين مواد مغناطيسي نرم مورد استفاده در توليد سنسورهاي مغناطيسي شامل كريستالي، نانوبلورها و تركيبات مغناطيسي نرم چندشكل مانند آلياژهاي نيكل-آهن و نيكل-كبالت است.

سنسورهاي مغناطيسي: مزايا و محدوديت ها
مزاياي كليدي سنسورهاي مغناطيسي هزينه ارزان و استحكام آنها است. خطوط نيروي مغناطيسي توسط پلاستيك، آلومينيوم، مس يا ساير مواد غير مغناطيسي رهگيري نمي شوند و به طرف ديگر جريان مي يابند. سنسورهاي مغناطيسي ممكن است از اين ويژگي ها براي تشخيص اشيا استفاده كنند.

علاوه بر اين، آنها ممكن است براي انواع وظايف سنسور مانند تشخيص مكان، اندازه‌گيري سرعت، و سنجش جهت حركت استفاده شوند.

در همان زمان، تداخل فرومغناطيسي خارجي ممكن است بر ميدان مغناطيسي موجود در يك سنسور مغناطيسي تأثير بگذارد. به دليل اين آسيب پذيري در برابر ميدان هاي مغناطيسي سرگردان، دقت اندازه گيري ممكن است آسيب ببيند.

سنسورهاي مغناطيسي نمي توانند جريان را در فواصل بيش از 10 سانتي‌متر اندازه گيري كنند. تنها راه حل اين مشكل استفاده از آهنرباي بسيار قدرتمندي است كه قادر به توليد ميدان مغناطيسي بزرگ است.

دماهاي بالا مي تواند بر قابليت هاي سنسور مغناطيسي تأثير بگذارد و بر تحرك حامل بار و همچنين حساسيت سنسورهاي اثر هال تأثير بگذارد.

كاربرد سنسورهاي مغناطيسي
سنسورهاي مغناطيسي در طيف وسيعي از بخش ها بسيار مفيد هستند. آنها ممكن است به آشكارسازهاي ميدان مغناطيسي، سنسورهاي موقعيت يابي و برد مغناطيسي، سوئيچ هاي مجاورت مغناطيسي، نيروي مغناطيسي، آشكارسازهاي گشتاور، فلومترهاي مغناطيسي و سنسورهاي جريان گروه بندي شوند.

استفاده اصلي سنسورهاي مغناطيسي اندازه گيري موقعيت است. اكثر سنسورهاي مغناطيسي براي اندازه گيري موقعيت حول يك سنسور اثر هال و يك آهنرباي دائمي كوچك ساخته شده اند.

يكي ديگر از حوزه هاي اصلي گسترش صنعتي، رباتيك و استفاده از ربات ها براي اتوماسيون توليد است. سنسورهاي مغناطيسي، به ويژه سنسورهاي موقعيت خطي و زاويه اي، نقش مهمي در حفظ عملكرد صحيح فرآيندهاي توليد دارند. از آهنرباها براي ارزيابي دقت و صحت حركات موتور ربات ها استفاده مي شود.