ተንቀሳቃሽ ማግኔቶሜትር 7 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:30

ማግኔቶሜትር ፣ አንዳንድ ጊዜ ጋውስሜትር ተብሎም ይጠራል ፣ የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬን ይለካል። የቋሚ ማግኔቶችን እና የኤሌክትሮማግኔቶችን ጥንካሬ ለመፈተሽ እና ልዩ ያልሆኑ የማግኔት ውቅሮችን የመስክ ቅርፅ ለመረዳት አስፈላጊ መሣሪያ ነው። እሱ በጣም ስሜታዊ ከሆነ የብረት ዕቃዎች ማግኔዝዝዝዝዝዝዝዝዝዝዝዝዝዝዝዝዝ አይደለም። ምርመራው በበቂ ፍጥነት ከሆነ ከሞተር እና ትራንስፎርመሮች የጊዜ-ተለዋዋጭ መስኮች ሊታወቁ ይችላሉ።

ሞባይል ስልኮች ብዙውን ጊዜ ባለ 3-ዘንግ ማግኔቶሜትር ይዘዋል ነገር ግን ለ ~ 1 ጋውስ = 0.1 ሜቲ ደካማ የመሬት መግነጢሳዊ መስክ ተመቻችተው በጥቂት ኤም ቲ ሜዳዎች ላይ እንዲረኩ ተደርገዋል። በስልኩ ላይ ያለው አነፍናፊ የሚገኝበት ቦታ ግልፅ አይደለም ፣ እና እንደ ኤሌክትሮማግኔት ቦርብ ባሉ ጠባብ ቀዳዳዎች ውስጥ ዳሳሹን ማስቀመጥ አይቻልም። በተጨማሪም ፣ ስማርትፎንዎን ወደ ጠንካራ ማግኔቶች አቅራቢያ ማምጣት ላይፈልጉ ይችላሉ።

ከተለመዱ አካላት ጋር አንድ ቀላል ተንቀሳቃሽ ማግኔቶሜትር እንዴት እንደሚሠራ እዚህ እገልጻለሁ-መስመራዊ አዳራሽ አነፍናፊ ፣ አርዱinoኖ ፣ ማሳያ እና የግፊት ቁልፍ። ጠቅላላው ወጪ ከ 5EUR ያነሰ ነው ፣ እና ከ -100 እስከ +100mT ባለው ክልል ውስጥ ~ 0.01mT ትብነት እርስዎ በብልሃት ከሚጠብቁት የተሻለ ነው። ትክክለኛ ፍፁም ንባቦችን ለማግኘት እሱን ማመጣጠን ያስፈልግዎታል-በቤት ውስጥ በተሠራ ረዥም ሶኖይድ እንዴት እንደሚደረግ እገልጻለሁ።

ደረጃ 1 - የአዳራሽ ምርመራ

የአዳራሽ-ውጤት መግነጢሳዊ መስኮችን ለመለካት የተለመደ መንገድ ነው። በኤሌክትሮኖች መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ባለው መሪ በኩል ሲፈስ ወደ ጎን ይመለሳሉ እና በዚህም በአስተዳዳሪው ጎኖች ላይ ሊፈጠር የሚችል ልዩነት ይፈጥራሉ። በትክክለኛው የሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ እና ጂኦሜትሪ ምርጫ ፣ ሊጨምር የሚችል እና አንድ መግነጢሳዊ መስክ አንድ አካል ልኬትን የሚያቀርብ የመለኪያ ምልክት ይዘጋጃል።

ርካሽ እና በሰፊው የሚገኝ ስለሆነ SS49E ን እጠቀማለሁ። ከውሂብ ሉህ ውስጥ ልብ ሊሏቸው የሚገቡ ጥቂት ነገሮች

• የአቅርቦት voltage ልቴጅ-2.7-6.5 ቮ ፣ ስለዚህ ከአርዲኖ ከ 5 ቮ ጋር ፍጹም ተኳሃኝ።
• ባዶ-ውጤት-2.25-2.75V ፣ ስለዚህ በግምት በ 0 እና 5V መካከል በግማሽ።
• ትብነት: 1.0-1.75mV/Gauss ፣ ስለሆነም ትክክለኛ ውጤቶችን ለማግኘት መለካት ይፈልጋል።
• የውጤት ቮልቴጅ 1.0V-4.0V (በ 5 ቪ የሚሰራ ከሆነ): በአርዱዲኖ ኤዲሲ በደንብ ተሸፍኗል።
• ክልል: +-650G ዝቅተኛ ፣ +-1000G ዓይነተኛ።
• የምላሽ ጊዜ 3mus ፣ ስለዚህ በጥቂት አስር kHz ላይ ናሙና ማድረግ ይችላል።
• የአቅርቦት የአሁኑ 6-10mA ፣ በባትሪ የሚሠራ በቂ ዝቅተኛ።
• የሙቀት ስህተት - ~ 0.1% በአንድ ዲግሪ ሐ ትንሽ ይመስላል ግን 0.1% የማካካሻ መንሸራተት 3mT ስህተት ይሰጣል።

አነፍናፊው የታመቀ ፣ ~ 4x3x2 ሚሜ ነው ፣ እና ከፊት ፊቱ ቀጥ ያለ መግነጢሳዊ መስክ አካልን ይለካል። ከጀርባው ጎን ወደ ፊት ጎን ለሚያመለክቱ መስኮች አዎንታዊ ውጤት ያስገኛል ፣ ለምሳሌ ፊት ለፊት ወደ መግነጢሳዊ ደቡብ ምሰሶ ሲመጣ። አነፍናፊው ከፊት ሲታይ 3 እርሳሶች ፣ +5 ቪ ፣ 0 ቪ እና ከግራ ወደ ቀኝ የሚወጣ ውጤት አለው።

ደረጃ 2 - አስፈላጊ ቁሳቁስ

• SS49E መስመራዊ አዳራሽ ዳሳሽ። በመስመር ላይ ለ 10 ስብስብ እነዚህ 1 ~ ዩሮ ያስወጣሉ።
• አርዱዲኖ ኡኖ ለፕሮቶታይፕ ወይም ለ Arduino Nano (ያለ ራስጌዎች!) ለተንቀሳቃሽ ሥሪት ከፕሮቶታይፕ ቦርድ ጋር።
• SSD1306 0.96”monochrome OLED ማሳያ ከ I2C በይነገጽ ጋር
• ለጊዜው የግፊት አዝራር

ምርመራውን ለመገንባት;

• የድሮ ኳስ ወይም ሌላ ጠንካራ ጎድጓዳ ሳህን
• 3 ቀጭን የታሰሩ ሽቦዎች ከቱቦው በመጠኑ ይረዝማሉ
• 12 ሴ.ሜ ቀጭን (1.5 ሚሜ) የመቀነስ ቱቦ

ተንቀሳቃሽ ለማድረግ -

• ትልቅ የቲክ-ታክ ሳጥን (18x46x83 ሚሜ) ወይም ተመሳሳይ
• የ 9 ቪ-ባትሪ ቅንጥብ
• የማብሪያ/ማጥፊያ ማብሪያ/ማጥፊያ

ደረጃ 3 - የመጀመሪያው ስሪት - የአርዱዲኖ ፕሮቶታይፕ ቦርድ መጠቀም

ሁሉም አካላት እንደሚሠሩ እና ሶፍትዌሩ ተግባራዊ መሆኑን ለመፈተሽ ሁል ጊዜ መጀመሪያ ፕሮቶታይፕ ያድርጉ! ስዕሉን ይከተሉ እና የአዳራሹን ምርመራ ፣ ማሳያውን እና ባዶ-ቁልፍን ለማገናኘት የአዳራሽ ምርመራው ከ +5V ፣ GND ፣ A0 (ከግራ ወደ ቀኝ) መገናኘት አለበት። ማሳያው ከ GND ፣ +5V ፣ A5 ፣ A4 (ከግራ ወደ ቀኝ) መገናኘት አለበት። አዝራሩ ሲጫን ከመሬት ወደ A1 ግንኙነት ማድረግ ያስፈልገዋል።

ኮዱ የተፃፈው እና የተሰቀለው የአርዱዲኖ አይዲኢ ስሪት 1.8.10 በመጠቀም ነው። Adafruit_SSD1306 ን እና Adafruit_GFX ቤተ -ፍርግሞችን መጫን ይጠይቃል ኮዱን በተያያዘው ረቂቅ ውስጥ ይስቀሉ።

ማሳያው የዲሲ እሴት እና የኤሲ እሴት ማሳየት አለበት።

ደረጃ 4 - ስለ ኮዱ አንዳንድ አስተያየቶች

በኮዱ ውስጣዊ አሠራር ላይ ፍላጎት ከሌለዎት ይህንን ክፍል ለመዝለል ነፃነት ይሰማዎ።

የኮዱ ቁልፍ ባህሪ መግነጢሳዊ መስክ በተከታታይ 2000 ጊዜ ይለካል። ይህ ከ 0.2-0.3 ሰከንዶች ይወስዳል። የመለኪያዎቹን ድምር እና ስኩዌር ድምርን በመከታተል ፣ እንደ ዲሲ እና ኤሲ ሪፖርት የተደረጉትን አማካይ እና መደበኛ መዛባት ሁለቱንም ማስላት ይቻላል። ብዙ ልኬቶችን በመለካት ትክክለኛነቱ በንድፈ ሀሳብ በ sqrt (2000) ~ 45 ይጨምራል። ስለዚህ በ 10 ቢት ኤዲሲ የ 15 ቢት ኤዲሲን ትክክለኛነት መድረስ እንችላለን! ትልቅ ለውጥ ያመጣል 1 የ ADC ቆጠራ 5mV ነው ፣ ይህም ~ 0.3mT ነው። ለአማካይ ምስጋና ይግባው ከ 0.3mT ወደ 0.01mT ያለውን ትክክለኛነት እናሻሽላለን።

እንደ ጉርሻ እኛ እንዲሁ ደረጃውን የጠበቀ መዛባት እናገኛለን ፣ ስለዚህ የሚለዋወጡ መስኮች እንዲሁ ተለይተዋል። በ 50Hz የሚለዋወጥ መስክ በመለኪያ ጊዜ ~ 10 ሙሉ ዑደቶችን ያደርጋል ፣ ስለዚህ የ AC እሴቱ በደንብ ሊለካ ይችላል።

ኮዱን ካጠናከረ በኋላ የሚከተለውን ግብረመልስ አገኛለሁ -ንድፍ 16852 ባይት (54%) የፕሮግራም ማከማቻ ቦታን ይጠቀማል። ከፍተኛው 30720 ባይት ነው። የአለምአቀፍ ተለዋዋጮች 352 ባይት (17%) ተለዋዋጭ ማህደረ ትውስታን ይጠቀማሉ ፣ 1696 ባይቶችን ለአካባቢያዊ ተለዋዋጮች ይተዋሉ። ከፍተኛው 2048 ባይት ነው።

አብዛኛው ቦታ በአዳፍሬው ቤተ -መጻሕፍት ይወሰዳል ፣ ግን ለተጨማሪ ተግባር ብዙ ቦታ አለ

ደረጃ 5 - ምርመራውን ማዘጋጀት

ምርመራው በጠባብ ቱቦ ጫፍ ላይ ቢሰፋ የተሻለ ነው - በዚህ መንገድ በቀላሉ በጠባብ ቀዳዳዎች ውስጥ እንኳን መቀመጥ እና መቀመጥ ይችላል። ማንኛውም መግነጢሳዊ ያልሆነ ማንኛውም ባዶ ቱቦ ይሠራል። እኔ ፍጹም ተስማሚ የሚሰጥ አንድ የቆየ ኳስ ተጠቅሟል።

ከቧንቧው የሚረዝሙ 3 ቀጭን ተጣጣፊ ሽቦዎችን ያዘጋጁ። 3 ሴንቲ ሜትር ጥብጣብ ገመድ እጠቀም ነበር። በቀለሞቹ ውስጥ ምንም አመክንዮ የለም (ብርቱካን ለ +5 ቪ ፣ ቀይ ለ 0 ቪ ፣ ግራጫ ለምልክት) ግን በ 3 ገመዶች ብቻ አስታውሳለሁ።

በምርመራው ላይ ምርመራውን ለመጠቀም ፣ የተወሰኑ ቁርጥራጮችን የተጨማደቀ ጠንካራ-ኮር መሰኪያ ሽቦን በመሸጥ በጫጫ ቱቦ ይጠብቋቸው። በኋላ የምርመራው ሽቦዎች በቀጥታ ወደ አርዱዲኖ እንዲሸጡ ይህ ሊቋረጥ ይችላል።

ደረጃ 6 ተንቀሳቃሽ መሣሪያን መገንባት

የ 9 ቪ ባትሪ ፣ የ OLED ማያ ገጽ እና አርዱዲኖ ናኖ በአንድ (ትልቅ) ቲክ-ታክ ሳጥን ውስጥ ምቹ ሆነው ይጣጣማሉ። እሱ ግልፅ የመሆን ጥቅሙ አለው ፣ ማያ ገጹ በውስጥም ቢሆን በደንብ ይነበባል። ባትሪውን ለመለወጥ ወይም ኮዱን ለማዘመን ጠቅላላው ስብሰባ ከሳጥኑ ውስጥ እንዲወጣ ሁሉም ቋሚ አካላት (ምርመራው ፣ ማብሪያ/ማጥፊያው እና የግፋ-ቁልፍ) ከላይ ተያይዘዋል።

እኔ የ 9 ቪ ባትሪዎች አድናቂ አይደለሁም -እነሱ ውድ ናቸው እና አነስተኛ አቅም አላቸው። ነገር ግን የእኔ የአከባቢ ሱፐርማርኬት በድንገት የሚሞላውን የኒኤምኤች ስሪት ለ 1 ዩሮ እያንዳንዳቸው ሸጠ ፣ እና እነሱ በአንድ ሌሊት በ 100 Ohm resistor በኩል በ 11 ቮ ላይ በማቆየት በቀላሉ ማስከፈል እንደሚችሉ አገኘሁ። ክሊፖችን በርካሽ አዝዣለሁ ግን አልደረሱም ፣ ስለዚህ የላይኛውን ወደ ቅንጥብ ለመቀየር አሮጌውን 9V ባትሪ ለየ። ስለ 9 ቪ ባትሪ ጥሩው ነገር የታመቀ መሆኑ እና አርዱዲኖን ከቪን ጋር በማገናኘት በላዩ ላይ በጥሩ ሁኔታ መሮጡ ነው። በ +5 ቪ ላይ ለ OLED እና ለአዳራሹ ምርመራ ቁጥጥር የሚደረግበት 5V ይኖራል።

የአዳራሹ ምርመራ ፣ የ OLED ማያ ገጽ እና የግፋ አዝራሩ ልክ ለሙከራው በተመሳሳይ መንገድ ተገናኝተዋል። ብቸኛው መደመር በ 9 ቮ ባትሪ እና በአርዲኖ መካከል መካከል አብራ/አጥፋ አዝራር ነው።

ደረጃ 7 - መለካት

በኮዱ ውስጥ ያለው የመለኪያ ቋሚው በውሂብ ሉህ (1.4mV/Gauss) ውስጥ ከተሰጠው ቁጥር ጋር ይዛመዳል ፣ ግን የመረጃ ቋቱ ትልቅ ክልል (1.0-1.75mV/Gauss) ይፈቅዳል። ትክክለኛ ውጤቶችን ለማግኘት ፣ ምርመራውን ማስተካከል አለብን!

በደንብ የተረጋገጠ ጥንካሬን መግነጢሳዊ መስክ ለማምረት በጣም ቀላሉ መንገድ ሶሎኖይድ መጠቀም ነው-የረጅም ሶሎኖይድ የመስክ ጥንካሬ B = mu0*n*እኔ። የቫኪዩም መተላለፊያው የተፈጥሮ ቋሚ ነው-mu0 = 1.2566x10^-6 T/m/A። መስኩ ተመሳሳይነት ያለው እና በመጠምዘዣዎች ጥግግት ላይ ብቻ የሚመረኮዝ እና የአሁኑ I ፣ ሁለቱም በጥሩ ትክክለኛነት (~ 1%) ሊለኩ ይችላሉ። የተጠቀሰው ቀመር ላልተወሰነ ረጅም ሶሎኖይድ የተገኘ ነው ፣ ግን ርዝመቱ እስከ ዲያሜትር ፣ ኤል/ዲ> 10 ድረስ በማዕከሉ ውስጥ ላለው መስክ በጣም ጥሩ ግምታዊ ነው።

ተስማሚ ሶሎኖይድ ለመሥራት ፣ ከ L/D> 10 ጋር ባዶ የሆነ ሲሊንደሪክ ቱቦ ይውሰዱ እና በመደበኛ ጠመዝማዛዎች በኤሜል ሽቦ ይተግብሩ። እኔ 23.2 ሚሜ እና ቁመቱ 566 ጠመዝማዛዎች ያሉት የ PVC ቱቦን ተጠቅሜ 20.2 ሴንቲ ሜትር ከተቆጠረ ፣ n = 28/ሴ.ሜ = 2800/ሜትር አስከተለ። የሽቦው ርዝመት 42 ሜትር እና ተቃውሞው 10.0 Ohm ነው።

ወደ ሽቦው ኃይል ያቅርቡ እና የአሁኑን ፍሰት በብዙ መልቲሜትር ይለኩ። የአሁኑን በቁጥጥር ስር ለማቆየት አንድ ተለዋዋጭ የቮልቴጅ አቅርቦት ወይም ተለዋዋጭ የጭነት መከላከያ ይጠቀሙ። ለጥቂት የአሁኑ ቅንብሮች መግነጢሳዊ መስክን ይለኩ እና ከንባቦቹ ጋር ያወዳድሩ።

ከካሊብሬሽን በፊት ፣ እኔ 6.04 mT/A ን እለካለሁ ፣ ንድፈ ሀሳቡ 3.50 mT/A ን ይተነብያል። ስለዚህ በኮድ መስመር 18 ውስጥ የመለኪያውን ቋሚ በ 0.58 አበዛሁ። ማግኔቶሜትር አሁን ተስተካክሏል!

በማግኔቶች ውድድር ውስጥ ሯጭ