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基于InSb

 
 


1简介

传感器技术,通信技术和计算机技术已成为现代信息技术的三大支柱。传感器是系统感测,获取和检测信息的信息获取设备的窗口。通过同时改变两个InSb-In磁阻元件的电阻来实现使用InSb-In共晶薄膜磁阻元件来制造电流传感器。感应电流的大小用于控制运行中的电动机。

2锑化铟电流传感器的结构和工作原理

由MRCS制成的锑化铟 - 铟共晶薄膜磁阻元件制成的感应磁头(图1)主要由导线,绝缘基板,InSb-In磁阻元件MR1和MR2,永磁体,和五个针脚。此外,还增加了用于屏蔽和保护的金属外壳。 MR1和MR2是一对磁阻元件,彼此相对放置,具有大致相等的电阻,并且导线位于MR1和MR2的对称轴位置。

InSb-In磁阻器是传感器的核心,其工作机制基于磁阻效应。根据磁阻效应,电阻率变为

B是磁感应强度; ρB和ρ0分别是当存在磁场且没有磁场时InSb-In磁阻器的电阻率; μn是载体的迁移率。该InSb-In共晶薄膜磁电阻器的磁阻仍符合InSb单晶的规律。它是抛物线形状曲线,可以表示为二次三项式。

RB/R0=1αBβB2(2)

其中:B是磁感应; RB和R0分别是当存在磁场且没有磁场时InSb-In磁阻器的电阻值; α,β是与组件相关的系数。当导线具有交流电时,在其周围产生交变的螺旋磁场,并且在连接的中间点产生交流电压信号,然后放大并比较以实现交流电。监控。

3信号处理电路

信号采集电路中的InSb-In薄膜磁阻元件采用三端差分连接方法,如图1(b)所示。该信号采集电路具有输出信号大,温度漂移抑制强的优点。信号处理电路采用RC电容型差分放大电路。在图2中,IC1和IC2是两级差分放大,并且可以调节R2,R7,R5和R8的电阻值以调节放大系数。集成运算放大器的静态电压由R3和R6调节。考虑到磁头中的上磁阻元件和下磁阻元件没有完全平衡,MR1和MR2的电阻将小于10%,工作电压为5V。在电源下,信号采集输出端的电压为了减少磁头和运算放大器之间RC耦合中的信号损失,集成运算放大器的静态电压通常设置为低于2.5 V,2 V是合适的。4电流传感器在工业领域的应用

本文开发的电流传感器已在电机监测中投入实际应用。众所周知,一旦电动机意外卡住并停止,流过电路的电流将远高于正常工作电流。如果电机长时间停止,则很容易燃烧。电流传感器用于检测电机停止。转动电流,从而断开整个电源并保护电动机。

继电器的K1和K3通常是闭合的。在关闭S1之后,电动机开始工作,产生工作电流,使电流传感器的感应头中的MR1和MR2的电阻值相应地改变,从而产生正弦电压信号;信号通常很弱,不足以驱动继电器,因此在两级放大后,它变成具有大峰值的正弦信号;经比较器比较后,比较器的阈值电压经过适当调整,使其输出低,通过单片机编程,使最终输出为低电平,继电器保持常闭状态,即电机工作正常。当电机突然停止时,电流远大于正常工作电流。电流信号由MRCS感应,产生的交流电压信号经两级放大,产生峰值为1.6~2.4 V的正弦信号。比较器,产生方波信号,进入单片机,输出高电平,驱动继电器,让K1和K2闭合,使K1和K3断开,使电机断电,以保护电机。 MCU的功能是在找到方波输入后输出高电平,在没有方波输入时输出低电平。此外,MCU可以编程为产生适当的延迟,即电机停止时,延迟时间很短。输出时间高,以防止电机死亡。

5结论

在本文中,使用InSb-In共晶薄膜磁阻元件,并且通过偏置磁系统和放置在中心轴上的导线制造磁阻电流传感器,并且能够大大增加输出信号的信号处理电路是设计的。实验结果表明,输出电压随着待测交流电流的增加而增大。如果要测量的电流从50 mA变为12 A,则输出电压为0.3至3.5 V.信噪比符合要求并具有良好的线性关系。电流传感器已用于电机监控,并已用于食品自动包装机和弹簧机。摘录自:中国计量与测量网络

关键词:传感器,锑化铟,铟共晶,薄膜磁性,AOC官方网站,北京世纪奥克

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