Поворотный столик с датчиком угла поворота для изучения топографии магнитного поля

Назначение

Поворотный столик с датчиком угла поворота в комплекте с тесламетром [3] позволяет исследовать топографию магнитного поля постоянных магнитов и магнитных систем с аксиальной симметрией. Снятие показаний можно производить вручную или в автоматическом режиме при подключении к двухкоординатному самописцу или компьютеру через двухканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) [2]. По сравнению с различными визуальными методами изучения магнитных полей [1] этот метод позволяет получать точные пространственные значения магнитной индукции, пригодные для дальнейшей цифровой обработки. В противовес другим подобным установками контроля топографии магнитного поля [4, 5] поворотный столик имеет существенно меньшие размеры и вес и может использоваться гораздо более оперативно.

Технические данные:

• максимальные размеры измеряемой магнитной системы: диаметр 100 мм, высота 50 мм
• вращение может производиться вручную или с использованием низкооборотного привода
• угол поворота 0 ... 360 ⁰ и более без ограничений
• датчик угла поворота - круговой прецизионный потенциометр сопротивлением 500 Ом и линейностью не хуже 0.1 %
• для визуального отсчета угла поворота имеется угловая шкала
• габаритные размеры не более 120 х 130 х 90 мм³
• масса не более 0.5 кг

Конструкция

Поворотный столик представляет из себя немагнитное основание, на котором закреплен прецизионный потенциометр. К оси потенциометра крепится поворотный круг. На него устанавливается исследуемый постоянный магнит или магнитная система. На основании столика имеются зажимы для фиксации щупа тесламетра. Для визуального отсчета на основание нанесена угловая шкала, а на поворотный круг - специальные метки. Исследуемый постоянный магнит (или магнитная система) крепится в центре поворотного круга таким образом, чтобы ось симметрии магнита совпадала с поворотной осью столика. Щуп тесламетра фиксируется в зажиме на требуемом расстоянии от магнита. На рис. 1 показана установка для снятия вручную углового распределения аксиальной составляющей магнитной индукции кольцевого постоянного магнита.

Рис. 1. Внешний вид установки для снятия вручную топографии магнитного поля кольцевого магнита: поворотный столик в комплекте с цифровым тесламетром [7].

Практическое применение

В электрических машинах (электродвигателях, электрогенераторах, датчиках) в качестве роторов могут применяться цилиндрические постоянные двухполюсные магниты, намагниченные по направлению диаметра (рис. 2) в установке импульсного намагничивания [6].

Рис. 2. Ферритовый ротор (диаметр 15 мм, длина с осью 60 мм, материал феррит бария 6БИ240, намагничивание по диаметру).

На рис. 3 показана установка для снятия углового распределения радиальной составляющей магнитной индукции вблизи поверхности диаметрально намагниченного магнитного ротора (вдоль экватора).

Рис. 3. Установка для изучения топографии магнитного поля ротора: поворотный столик в комплекте с цифровым тесламетром [7].

Угловое распределение радиальной составляющей магнитной индукции ротора близко к синусоидальному (рис. 4).

Рис. 4. Распределение радиальной составляющей магнитной индукции вдоль экваториальной линии диаметрально намагниченного цилиндрического магнита (ротора).

Ссылки:

1. Визуализация магнитных полей с использованием железных опилок (магнитное сканирование)
2. Двухканальный АЦП с широтно-импульсной модуляцией для ввода данных в компьютер через порт принтера (двухкоординатный самописец)
3. Приборы для измерения магнитных полей
4. Сканирование магнитных полей (магнитное сканирование)
5. Установка измерения и контроля топографии магнитного поля многополюсных магнитных систем для бесконтактных двигателей постоянного тока
6. Установки импульсного намагничивания и размагничивания постоянных магнитов
7. Цифровой тесламетр с датчиком Холла ДХК-0.5А для измерения индукции магнитного поля

Словарь терминов:

• Аналого-цифровой преобразователь - устройство для преобразования аналогового электрического сигнала в цифровой.
• Датчик - устройство, являющееся первичным элементом цепи измерения, контроля или регулировки какой-либо физической величины, изменяемый вместе с этой величиной некоторый параметр которого (сигнал) может преобразовываться данной цепью для дальнейшего использования в соответствии с предназначением цепи.
• Магнитная индукция - вектор, численно равный пределу отношения силы, действующей со стороны магнитного поля на элемент проводника с электрическим током, к произведению тока и длины элемента проводника, если длина этого элемента стремится к нулю, а элемент так расположен в поле, что этот предел имеет наибольшее значение, и направленный перпендикулярно к направлению элемента проводника и к направлению силы, действующей на этот элемент со стороны магнитного поля, причем из его конца вращение по кратчайшему расстоянию от направления силы к направлению тока в элементе проводника должно быть видно происходящим против часовой стрелки.
• Ротор - подвижная функциональная часть электромашины.
• Тесламетр (гауссметр) - прибор для измерения магнитной индукции.
• Топография магнитного поля - распределение магнитной индукции в пространстве.
• Феррит - двойной окисел состава MeO·Fe₂O₃, где Me - металл (например, Ni - никель, Mn - марганец, Ba - барий, Co - кобальт, Sr - стронций), а Fe₂O₃ - окись железа.

17.03.2004
09.09.2005
23.06.2010
01.11.2013
25.01.2018

Альтернативные источники энергии
Компьютеры и Интернет
Магнитные поля
Механотронные системы
Перспективные разработки
Электроника и технология

Главная страница