Магнитный резистор своими руками
Магниторезисторы – это электронные компоненты, действие которых основано на изменении электрического сопротивления полупроводника (или металла) при воздействии на него магнитного поля.
Механизм изменения сопротивления довольно сложен, так как является результатом одновременного действия большого числа разнообразных факторов. К тому же он неодинаков для разных типов приборов, технологий и материалов. Магниторезисторы характеризуются такими параметрами, как магнитная чувствительность, номинальное сопротивление, рабочий ток, термостабильность и быстродействие, диапазон рабочих температур.
В РБ, РФ и за рубежом выпускается широкая номенклатура магниторезисторов отличающихся типом конструкции и технологией изготовления магниточувствительного элемента и магнитной цепи. Особенно разнообразен ассортимент зарубежных магниторезисторов.
В этой главе рассматриваются конструкции некоторых типов отечественных магниторезисторов. Конструкция и параметры аналогичных зарубежных приборов мало, чем отличаются от характеристик отечественных.
В зависимости от назначения прибора МЧЭ могут иметь различную форму. Наиболее известны МЧЭ прямоугольной формы и имеющие вид меандра (рис. 11.19а
Элементы, показанные на рис. 11.19г, предназначены для использования в магнитоуправляемых устройствах с круговым перемещением источника магнитной индукции. Магниточувствительный элемент, изображенный на рис.ж, представляет собой круговой магниторезистивный мост.
Наибольшее распространение для изготовления МЧЭ получил эвтектический сплав InSb-NiSb, легированный теллуром. В РБ и РФ этот сплав известен под званием СКИН.
В зарубежных приборах применяется аналогичный сплав трех модификаций L, D, N. Типичная зависимость магниторезистивного отношения (Rв/R0) МЧЭ, изготовленных из сплава InSb-NiSb, от индукции управляющего магнитного поля показана на рис. 11.20.
Рис. 11.20. Типичная зависимость МЧЭ, изготовленных из различных модификаций сплава InSb-NiSb, от величины индукции управляющего магнитного поля
Чувствительность магниторезистивного элемента изменяется и при изменении угла между вектором магнитной индукции и плоскостью элемента. Эта зависимость выражается формулой :
(Rв-R0)/R0=[(RвR0)/R0]максЧ(11.34) где Rв – сопротивление МЧЭ при воздействии магнитного поля (В = Вном);
R0 – сопротивление МЧЭ при отсутствии магнитного поля (В= 0);
ψ – угол между векторами напряженности электрического и магнитного полей.
В “монолитных” МЧЭ, как правило, вектор напряженности электрического поля лежит в плоскости чувствительного элемента. Поэтому максимальная чувствительность “монолитного” МЧЭ достигается при нормально падающем магнитном потоке (ψ = 90°). При использовании концентраторов и других элементов магнитных систем зависимость может быть иной.
Применение магниторезисторов.Магниторезисторы применяются в качестве чувствительных элементов в функционально-ориентированных магнитных датчиках: скорости и направления вращения, угла поворота и положения, линейного перемещения, расхода жидкости и газа электрического тока и напряжения и т.п. Их используют в бесконтактной клавиатуре ПЭВМ, бесконтактных переменных резисторах, вентильных электродвигателях, электронных модуляторах и преобразователях, измерителях магнитного поля, металлоискателях, электронных навигаторах, в бытовой электронной аппаратуре системах автоматического управления, устройствах считывания информации ЭВМ, определителях подлинности банкнот, электронных и электрифицированные игрушках и др.
Современная групповая технология ИС позволяет выпускать интегральные преобразователи магнитного поля на основе тонкопленочных магниторезисторов, которые могут формироваться как в линейные, так и в матричные магниточувствительные структуры с различным способом их организации.
Основное назначение таких приборов – это использование их в системах визуализации магнитного поля и устройствах считывания информации с магнитных носителей (лент, карт и т.п.).
Особенности применения магниторезисторов.При использовании магниторезисторов необходимо учитывать их преимущества и недостатки.
При использовании магниторезисторов необходимо учитывать его так называемую нагрузочную способность.
Этот параметр определяется предельным допустимым значением температуры перегрева прибора, при котором он не выходит из строя. Для большинства магниторезисторов Тмакс не превышает 150 °С. Обычно в паспорте на прибор указывается рабочий диапазон, в котором возможна эксплуатация.
Нагрузочная способность магниторезистора определяется в документации на прибор одним из следующих параметров:
– значением мощности, которую может рассеять магниторезистор Рмакс;
– значением предельно допустимого тока Iмакс;
– значением теплового сопротивления λ.
Рабочее напряжение для магниторезистора (Uп) рассчитывается по формуле:
Uп =√(TмаксЧ TА )Ч λ ЧR (Tмакс ) (11.35)
где λ – тепловое сопротивление конструкции магниторезистора;
Tмакс , TА – максимально допустимая температура прибора и температура окружающей среды;
R (Тмакс) – сопротивление МЧЭ при максимальной температуре.
Из этого выражения для каждого значения температуры окружающей среды можно определить допустимую нагрузку для конкретного типа магниторезистора. Параметр λ обычно определяется экспериментально изготовителем прибора в среде неподвижного воздуха. Значение λ указывается в технической документации на магниторезистор.
Максимальную мощность Рмакс можно значительно повысить (в 1,5-2 раза) при использовании элементарного теплоотвода, если, например, магниторезистор с обеих сторон привести в плотное соприкосновение с металлическими полюсами магнитопровода.
Тонкопленочные магниторезисторы больше подходят для регистрации слабых магнитных полей (до 10-30 мТл), иногда близких к пороговым значениям. При этом следует помнить, что порог чувствительности определяется минимальным уровнем магнитного излучения, регистрируемым преобразователем магнитного поля при отношении сигнал/шум равном единице. Порог чувствительности характеризуется многими параметрами МЧЭ: величиной остаточного напряжения, уровнем собственных шумов, величиной тока управления и т.д. Значение остаточного напряжения зависит от направления и значения тока управления, от температуры элемента.
Кроме того, при использовании в ограниченном динамическом диапазоне (до10 мТл) тонкопленочные магниторезисторы выгодно отличаются от других преобразователей магнитного поля.
На рис.11.21.приведены выходные характеристики различных преобразователей магнитного поля при одинаковом напряжении питания равном 5 В.
Из рис11.21. видно, что при магнитной индукции 5 мТл, соответствующей линейным участкам всех приведенных характеристик, чувствительность тонкопленочных магниторезисторов в 5 раз выше чувствительности других магниточувствительных приборов.
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Здравствуйте. Собираю штуку на атмега8а. К прошивке идет такой скрин,как выставить правильно фьююзы.Такой программы нету,есть avrdude. Как правильно выставить фьюзы в ней? я попробовал выставить какие были пункты и залочил мк.
Читайте также: