مرحبًا يا من هناك! كمورد لمترات Gauss ، غالبًا ما يتم سؤالك عن كيفية عمل هذه الأجهزة الأنيقة ، وخاصة أجهزة استشعارها. لذلك ، اعتقدت أنني سأغوص عميق في الموضوع وأقسمه لك بطريقة سهلة الفهم.
أولاً ، دعنا نتحدث عن ما هو متر غاوس. إنه جهاز يستخدم لقياس قوة واتجاه الحقول المغناطيسية. يمكنك العثور على هذه العدادات في جميع أنواع الأماكن ، من مختبرات البحث العلمي إلى الإعدادات الصناعية. إنها مفيدة للغاية لأشياء مثل مراقبة الجودة في التصنيع ، والتحقق من الحقول المغناطيسية حول المعدات الكهربائية ، وحتى في بعض التطبيقات التعليمية.
الآن ، على نجمة العرض: المستشعر. المستشعر الموجود في مقياس Gauss هو الجزء الذي يكتشف بالفعل المجال المغناطيسي ويحول تلك المعلومات إلى قياس قابل للقراءة. هناك عدد قليل من الأنواع المختلفة من المستشعرات المستخدمة في عدادات Gauss ، ولكن أكثرها شيوعًا هي أجهزة استشعار تأثير القاعة وأجهزة استشعار Fluxgate.
أجهزة استشعار تأثير القاعة
لنبدأ بأجهزة استشعار تأثير القاعة. ربما تكون هذه هي المستشعرات الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في أمتار غاوس ، ولسبب وجيه. إنها بسيطة نسبيًا وفعالة من حيث التكلفة ويمكن أن تكون دقيقة للغاية.
يعتمد المبدأ الأساسي وراء مستشعر تأثير القاعة على شيء يسمى تأثير القاعة ، والذي تم اكتشافه في عام 1879 من قبل الفيزيائي إدوين هول. إليك كيف تعمل:
عندما يتم وضع موصل يحمل التيار في مجال مغناطيسي عمودي على اتجاه التيار ، يتم إنشاء الجهد عبر الموصل. يسمى هذا الجهد جهد القاعة ، وهو يتناسب مباشرة مع قوة المجال المغناطيسي.
في متر غاوس ، يكون مستشعر تأثير القاعة عادةً رقاقة صغيرة أشباه الموصلات. عندما يتعرض المستشعر لحقل مغناطيسي ، يتم انحراف الإلكترونات في أشباه الموصلات بواسطة القوة المغناطيسية. هذا يخلق خلل في الشحن ، والذي بدوره يولد جهد القاعة. ثم يقيس متر غاوس هذا الجهد ويستخدمه لحساب قوة المجال المغناطيسي.
أحد الأشياء العظيمة حول أجهزة استشعار تأثير القاعة هو أنه يمكنها قياس كل من الحقول المغناطيسية DC و AC. هذا يجعلها متعددة الاستخدامات للغاية ، ويمكنك أن تجدها في مجموعة واسعة من أمتار غاوس ، بما في ذلكمتر محمول DC Gauss Meter.
ومع ذلك ، فإن أجهزة استشعار تأثير القاعة لها بعض القيود. يمكن أن تتأثر بتغيرات درجات الحرارة ، مما قد يتسبب في انجراف جهد الخرج. للتعويض عن ذلك ، فإن معظم عدادات Gauss الحديثة مع أجهزة استشعار تأثير القاعة لديها دوائر تعويضات في درجة الحرارة المدمجة.
مستشعرات Fluxgate
بعد ذلك ، لدينا أجهزة استشعار Fluxgate. هذه المستشعرات أكثر تعقيدًا قليلاً من أجهزة استشعار تأثير القاعة ، لكنها توفر بعض المزايا ، خاصة عندما يتعلق الأمر بقياس الحقول المغناطيسية الضعيفة للغاية.
يعتمد المبدأ الأساسي وراء مستشعر Fluxgate على مغنطة وتزوير النواة المغناطيسية. إليك شرح مبسط لكيفية عمله:
يتكون مستشعر Fluxgate من نواة مغنطيسية مع لفتين ملفوف حوله: لفائف محرك وملف. يتم توصيل ملف محرك الأقراص بمصدر تيار متناوب (AC) ، والذي ينشئ مجالًا مغناطيسيًا بالتناوب في القلب.
عندما يكون هناك مجال مغناطيسي خارجي ، فإنه يضيف أو يطرح من المجال المغناطيسي المتناوب في القلب. يؤدي هذا إلى تشبع القلب عند نقاط مختلفة في دورة التيار المتردد ، والتي بدورها تولد إشارة بالمعنى.
ثم يقيس متر غاوس هذه الإشارة ويستخدمها لحساب قوة واتجاه المجال المغناطيسي الخارجي.
واحدة من المزايا الرئيسية لأجهزة استشعار Fluxgate هي حساسيتها العالية. يمكنهم اكتشاف الحقول المغناطيسية الضعيفة للغاية ، مما يجعلها مثالية لتطبيقات مثل الدراسات الاستقصائية الجيوفيزيائية وأبحاث الفضاء. يمكنك في كثير من الأحيان العثور على مستشعرات fluxgate فيمقياس المركز الأول و DC.
ومع ذلك ، فإن مستشعرات Fluxgate هي أيضًا أغلى ثمناً وأكبر من مستشعرات تأثير القاعة. كما أنها تتطلب إلكترونيات أكثر تعقيدًا للعمل ، مما قد يجعلها أقل ملاءمة للتطبيقات المحمولة.
أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار
على الرغم من أن مستشعرات Hall Effect و Fluxgate هي أكثر أنواع المستشعرات شيوعًا المستخدمة في عدادات Gauss ، إلا أن هناك بعض الأنواع الأخرى الجديرة بالذكر.
أحد هذه الأنواع هو المستشعر المغناطيسي. تعمل هذه المستشعرات عن طريق تغيير مقاومتها الكهربائية في وجود مجال مغناطيسي. إنها مشابهة لأجهزة استشعار تأثير القاعة في بعض النواحي ، لكنها يمكن أن توفر حساسية أعلى وأوقات استجابة أسرع.
نوع آخر هو مستشعر الحبار (جهاز التداخل الكمومي الفائق الموصل). هذه المستشعرات حساسة للغاية ويمكنها اكتشاف الحقول المغناطيسية على مستوى بيكوتيسلا. ومع ذلك ، فهي تتطلب درجات حرارة منخفضة للغاية للعمل ، مما يجعلها أكثر ملاءمة لتطبيقات البحث المتخصصة.
كيف يتصل المستشعر بمقياس غاوس
بمجرد اكتشاف المستشعر المجال المغناطيسي وإنشاء إشارة ، يجب معالجة هذه الإشارة وعرضها على عداد Gauss.
في معظم أمتار غاوس ، يتم توصيل المستشعر بدائرة مضخم. يعزز مكبر الصوت الإشارة الضعيفة من المستشعر إلى مستوى يمكن قياسه بسهولة بواسطة إلكترونيات العداد.
بعد تضخيم الإشارة ، يتم إرسالها إلى محول تمثيلي إلى رقمي (ADC). يقوم ADC بتحويل الإشارة التناظرية من مكبر الصوت إلى إشارة رقمية يمكن معالجتها بواسطة متحكم العداد.
ثم يستخدم متحكم الخوارزمية المبرمجة مسبقًا لحساب قوة واتجاه المجال المغناطيسي استنادًا إلى الإشارة الرقمية. أخيرًا ، يتم عرض النتيجة على شاشة العداد.
المعايرة والدقة
لضمان قياسات دقيقة ، يجب معايرة عدادات Gauss بانتظام. تتضمن المعايرة مقارنة قراءات متر غاوس بقوة المجال المغناطيسي المعروف.
معظم أمتار غاوس تأتي مع شهادة معايرة ، مما يشير إلى دقة العداد في وقت التصنيع. ومع ذلك ، بمرور الوقت ، يمكن أن تؤثر عوامل مثل تغيرات درجة الحرارة ، وانجراف المستشعر ، والتداخل الكهربائي على دقة العداد.
للحفاظ على الدقة ، يوصى بمعايرة Gauss Meter مرة واحدة على الأقل في السنة بواسطة مختبر معايرة معتمد.
خاتمة
لذلك ، هناك لديك! هذه نظرة عامة أساسية على كيفية عمل مستشعر Gauss Meter. سواء كنت تستخدممتر محمول DC Gauss Meterللقياسات أثناء التنقل أو أسطح المكتب DC Gauss Meterللحصول على عمل مختبر أكثر دقة ، يمكن أن يساعدك فهم كيفية عمل المستشعر في الحصول على أقصى استفادة من جهازك.
إذا كنت في السوق مقابل متر غاوس أو لديك أي أسئلة حول منتجاتنا ، فلا تتردد في التواصل. نحن هنا لمساعدتك في العثور على الحل الصحيح لتلبية احتياجاتك والتأكد من حصولك على قياسات دقيقة وموثوقة للمجال المغناطيسي.
مراجع
- هول ، إيه (1879). على إجراء جديد للمغناطيس على التيارات الكهربائية. المجلة الأمريكية للرياضيات ، 2 (3) ، 287-292.
- Blum ، JB (2001). التدفق المغناطيسي. مراجعات الجيوفيزياء ، 39 (2) ، 187-207.
- Popović ، RS (2004). أجهزة تأثير القاعة. وايلي-يوي الصحافة.