Средства и методе за мерење магнетних величина
Понекад је за решавање техничких проблема или у истраживачке сврхе потребно мерити магнетне величине. Наравно, вредност потребне магнетне величине може се установити и посредно прибегавањем формулама на основу познатих почетних података. Међутим, да би се добила најтачнија вредност магнетног флукса Ф, магнетне индукције Б или јачине магнетног поља Х, метода директног мерења је погоднија. Хајде да размотримо методе директног мерења магнетних величина.
У принципу, метода мерења магнетне вредности може се заснивати на магнетно поље на струју или на жицу. Сила изазвана магнетним пољем повезује се са електричним процесом, а затим се уз помоћ електричног мерног уређаја добија вредност мерене величине у облику погодном за људску перцепцију.
Постоје две главне методе мерења магнетних величина: индукциони и галваномагнетни.
Први се заснива на индукцији ЕМФ-а при промени магнетног флукса, други — на деловању магнетног поља на струју. Хајде да погледамо ове две методе одвојено.
Метода електромагнетне индукције
Познато је да када се завоји завојнице Л укрсте магнетним флуксом Ф (када се мења магнетни флукс који продире у коло), у проводнику завојнице се индукује ЕМФ (Е), пропорционална брзини промене магнетног флукс дФ / дт, односно пропорционалан његовој вредности Ф. Ова појава је описана формулом:
У једноличном магнетном пољу, магнетни флукс Ф ће бити директно пропорционалан магнетној индукцији Б, а коефицијент пропорционалности ће бити површина петље С пробијене линијама магнетне индукције.
Даље - магнетна индукција Испоставиће се да је Б директно пропорционалан јачини магнетног поља Х кроз магнетну константу μ0 ако се појава дешава у вакууму, или узимајући у обзир магнетну пермеабилност средине — такође кроз релативну магнетну пермеабилност μ овог медијума .
Дакле, метода индукције вам омогућава да пронађете вредности: магнетни флукс Ф, магнетна индукција Б и јачина магнетног поља Х. Уређаји за мерење магнетног флукса називају се вебметри или флуксметри (од флукс — флукс).
Веберметар се састоји од индукционог намотаја са познатим параметрима и ДУТ интегратора. Интегришући уређај је магнетоелектрични галванометар.
Ако се калем веб мерача унесе или извади из простора где постоји магнетно поље, онда ће отклон мерног механизма веб мерача (отклон тачке или промена бројева на дисплеју) бити пропорционалан индукција Б тог магнетног поља.Математичка зависност се лако описује формулом:
Галваномагнетна метода (Халова метода)
Добро је познато да Амперова сила делује на жицу са струјом која се налази у спољашњем магнетном пољу, а ако се детаљније посматра процес, онда Лоренцова сила делује на наелектрисане честице које се крећу у жици.
Дакле, ако се проводна плоча стави у магнетно поље и директна или наизменична електрична струја пролази кроз плочу, онда ће се директна или наизменична разлика потенцијала појавити на крајевима плоче. Ова разлика потенцијала Ек се назива Холова ЕМФ.
На основу познатих параметара плоче, познавајући Холов ЕМФ, могуће је одредити вредност магнетне индукције Б. Уређај намењен за мерење магнетне индукције назива се тесламетар.
Ако Холов сензор (Халов сензор) снаге из једног извора и затим применити компензациону потенцијалну разлику из другог извора, тада је могуће одредити Холову емф методом компензатора помоћу компаратора.
Уређај је прилично једноставан: компензациони напон узет са подесивог отпорника се примењује у антифази са Холовом емф и тако се одређује вредност Холове емф. Када се компензациони круг и Холов сензор напајају из истог извора, елиминише се грешка која може настати услед нестабилности напона и фреквенције генератора.
Холови сензори се широко користе као сензори положаја ротора у електромоторима и другим машинама где се сигнал може добити из покретног перманентног магнета или из магнетизованог језгра трансформатора.Конкретно, Халл сензор у неким апликацијама делује као нека врста алтернативе за мерни струјни трансформатор.