Датчик воздушного сердечника

Манометр с воздушным сердечником — это особый тип поворотного привода в манометре с аналоговым дисплеем, который позволяет индикатору вращаться на полные 360 градусов. Он используется в датчиках и дисплеях, чаще всего в автомобильных комбинациях приборов.

Типичное автомобильное применение показано справа. Манометр с воздушным сердечником представляет собой тип «двигателя с воздушным сердечником». Его можно рассматривать как «манометрическое устройство» или «устройство индикации указателя». ^[1]

Фон

Существует четыре распространенных типа поворотных приводов: ^[2]

Физические датчики, в которых игла прикреплена непосредственно к измеряемой величине; например, механический манометр
Аналоговые вольтметры или механизмы Дарсонваля, состоящие из катушки и постоянного магнита.
Шаговые двигатели , которые движутся с шагом в одну ступень или шагом.
Двигатели с воздушным сердечником, как описано ниже.

Строительство и эксплуатация

Манометр с воздушным сердечником состоит из двух независимых, перпендикулярных катушек, окружающих полую камеру. Стержень иглы выступает в камеру, где к стержню прикреплен постоянный магнит. Когда ток протекает через перпендикулярные катушки, их магнитные поля накладываются, и магнит может свободно выравниваться с объединенными полями.

Типичный манометр с воздушным сердечником имеет четыре клеммы, по две на каждую катушку, как показано на рисунке. Две катушки идентифицируются как синусоидальная и косинусоидальная .

Теория

Направление $\theta$ общего магнитного поля составляет примерно:

\theta =\arctan \left({\frac {x}{y}}\right)

Где $x$ и $y$ - синусоидальный и косинусоидальный токи катушек соответственно. Постоянный магнит выравнивается с этим полем, в конечном итоге стабилизируясь вблизи $\theta$ . Таким образом, распределяя ток через каждую катушку, игла может вращаться на все 360°. ^[2]

Пример

Если ток катушки sin составляет 29 мА, а ток cos — 50 мА:

Коэффициент тока катушки равен 0,58, а арктанс 0,58 = 30 градусов.

Драйверы

Датчики с воздушным сердечником требуют специальной электроники для правильного управления катушками. Некоторые интегральные схемы драйверов имеют последовательный порт входных данных и две пары выходных линий. Одна пара выходных линий управляет катушкой sin, а другая пара — катушкой cos.

Входные данные определяют:

Квадрант, на который будет указывать привод. Это определяет полярность напряжения . на катушке sin и катушке cos
Желаемое количество градусов внутри квадранта.

Некоторые типичные микросхемы драйверов включают в себя:

На Semiconductor CS4172, 16-контактный двухрядный корпус (СНЯТО)
В корпусе для поверхностного монтажа Semiconductor CS4192 (СНЯТО)
В корпусах для поверхностного монтажа Semiconductor CS8190 DIP и SOIC
Мелексис [ фр ] MLX10407
Мелексис MLX10420

См. также

Ссылки

[Simco-1] Движение счетчика Simco

[fourtypes-2] Jump up to: ^а ^б Сравнение перемещений калибра ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[1]

[2]