Новые приборы
ПОЛЕВЫЕ ДАТЧИКИ ХОЛЛА — МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СЕНСОРЫ НОВОГО ТИПА
В Институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН совместно с фирмой ЛБС разработана физическая модель, технология, конструкция и изготовлена опытная партия магниточувст-вительных сенсоров нового типа — полевых датчиков Холла (ПДХ). Изготовленный на основе оригинальной технологии кремний на изоляторе (КНИ), ПДХ представляет собой тонкий кремниевый кристалл, расположенный между двумя системами металл-диэлектрик.
Сочетание КНИ-структуры и полевого эффекта обеспечивает:
• рекордно высокую для датчиков Холла пороговую
магниточувствительность (порядка 10~7 Тл, что значительно меньше магнитного поля земли);
• рекордно широкий динамический диапазон (10~7— 102 Тл);
Сравнительные характеристики полевых датчиков Холла
Параметр ПДХ KSY-10
Материал Si GaAs
Размер активной зоны, мм 0,08 х 0,08 0,2 х 0,2
Пороговая чувствительность, Тл 10-7 5 х 10-4
Вольтовая чувствительность, В/Тл 0,7...1,1 0,8...1,1
Удельная чувствительность, 1000...5000 170...230
В/А хТ л
Номинальный рабочий ток, мА 0,2 5
Уровень шумов, нА х Гц1/2 10...15 (6—7) х 103
Рабочая температуры, °С -40...220 -40...150
• минимальное энергопотребление (по крайней мере в несколько раз более низкое, чем у известных датчиков Холла);
• расширенный температурный диапазон (рабочая температура порядка 200 °С и выше);
• возможность полевого управления магниточувстви-тельностью;
• новые возможности регистрации сигнала. Основные характеристики ПДХ, приведенные в
таблице, и их сравнение с характеристиками соответствующих ПДХ по вольтовой чувствительности датчиков Холла типа КЗУ-10 (Siemens, Германия) иллюстрируют новую для датчиков Холла ситуацию — впервые кремниевые приборы такого типа по совокупности параметров превосходят приборы из арсенида галлия.
ПДХ могут широко применяться во всех областях традиционного применения датчиков Холла, таких как устройства контроля положения, перемещения, вращения объектов, системы навигации, в автомобильной электронике, медицинском приборостроении, датчиках давления, уровня, потока, системах безопасности, счетчиках электроэнергии, системах дефектоскопии и др. Во всех случаях применение ПДХ позволяет существенно повысить технико-экономические характеристики сенсорных устройств.
Подробнее о полевых датчиках Холла на основе технологии "кремний на изоляторе" см. в журнале "Датчики и Системы" № 3, 2003 г.
В. Н. Мордкович в (095) 135-40-62 E-mail: mord@mail.Lebedev.ru
http://www.ipmt-hpm.ac.ru □
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ПОД ТОЧНЫМ КОНТРОЛЕМ
Индуктивные датчики перемещения используются для измерения статических и динамических изменений перемещений, а также всех преобразуемых в перемещение механических величин (силы тяги и нажима, удлинения, давления жидкости и газа, толщины материала, изгибающего момента и др.). Такие датчики часто применяются для контроля перемещений отдельных конструкций энергоагрегатов роторного типа.
Основой датчика является дифференциальный дроссель с симметрично расположенными обмотками индуктивности. Измерительный якорь, передвигаясь между ними, вызывает синфазное изменение их индуктивности, тем самым преобразуя линейное перемещение в электрическую величину. Обмотки датчика включаются в измерительный мост, питающийся переменным напряжением несущей частоты.
Датчики и Системы • № 11.2004
45
Для приёма сигналов с таких датчиков необходима особая плата ввода, которая должна выполнять ряд функций:
• генерацию переменного напряжения для питания измерительного моста;
• демодуляцию принимаемого сигнала;
• линеаризацию характеристик;
• учёт температурных воздействий.
Такую плату в формате PCI предлагает немецкая компания ADDI-DATA. Новая плата APCI-3701 предназначена для одновременного использования шестнадцатью индуктивными датчиками перемещения. Она позволяет подключать различные типы датчиков к компьютеру через выносную соединительную коробку, что предоставляет дополнительные удобства при замене датчиков.
Для питания датчиков в зависимости от типа применяемых устройств применяются программируемые делители частот дискретизации и переменного напряжения. Программное обеспечение содержит библиотеки для большого числа датчиков различных производителей и позволяет делать их калибровку.
Основные технические характеристики
Интерфейс........................ PCI 32 бит
Подключение 8-ми или 16-ти датчиков . . Полумост,
LVDT
Разрешение, бит.................... 16
Частота дискретизации, кГц:
для датчиков Horst Knabel.......... 50
для остальных датчиков............ 2...20
Программируемая частота измерения, кГц:
для датчиков Horst Knabel .......... 50
для остальных датчиков ............ 2...20
Ввод/вывод....................... 16 дискретных каналов
Компания ADDI-DATA специализируется на разработке и производстве устройств сбора и обработки данных, специально предназначенных для использования в тяжелых промышленных условиях. Изделия компании производятся в соответствии с международным стандартом качества ISO 9001 и проходят индивидуальное тестирование перед поставкой заказчикам. Официальным дистрибьютором компании в России, странах СНГ и Балтии является фирма ПРОСОФТ (http://www.prosoiW.ru). □
ТРАССОИСКАТЕЛИ СЕРИИ «СТАЛКЕР»
Трассоискатель серии «Сталкер» предназначен для определения местоположения и глубины залегания скрытых коммуникаций (силовые и сигнальные кабели, трубопроводы) на глубине до 10 м и удалении до 10 км от места подключения генератора, определения мест повреждений изоляции трубопроводов и кабелей, обследования участков местности перед проведением земляных работ, поиска пар проводов в сигнальных кабелях, работ по скрытой проводке. Особенности:
• наличие трех рабочих частот и регулируемая выходная мощность позволя ют наиболее эффективно выбрать режим работы трассоискателя, отстроиться от помех и найти повреждение;
• с помощью передающей рамки возможно бесконтактное (дистанционное) подключение к коммуникации;
• встроенный в приемник ПС-01 громкоговоритель позволяет работать без головных телефонов;
• линейный светодиодный индикатор облегчает работу в условиях недостаточной освещенности;
• датчик контроля изоляции позволяет определить место повреждения изоляции с точностью до 0,5 метров;
• компактность трассоискателя (вес комплекта в сумке 7 кг).
Технические характеристики приемника ПС-01
Питание..........................................Три элемента
(или аккумулятора) 343 по 1,5 В
Масса, кг..........................................1,0
Рабочая температура, °С..................От -20 до +40
В режиме узкой полосы
Рабочие частоты, Гц........................526, 1024, 8928
(±1,0 %)
Чувствительность прибора, мкВ, не
хуже................................................30,0
Ширина полосы пропускания, Гц . . 10 В режиме широкой полосы Чувствительность прибора, мкВ, не
хуже................................................30,0
Полоса пропускания, Гц:
по уровню 0,7 ..............................400...3000
по уровню 0,3 ..............................40...12000
Технические характеристики генератора ГС-02
Рабочие частоты, Гц........................526, 1024, 8928
Диапазон регулировки выходной
мощности, Вт..................................8—75
Рабочая температура, °С..................от —20 до +40
Коэффициент гармоник, %..............15-20
Сопротивление нагрузки, Ом:
без блока согласования................1—50
с блоком согласования................50-1000
Питание, В:
от сети........................................220±22 (50±1 Гц)
от аккумулятора..........................11—14,5
Мощность потребления от сети,
В-А, не более..................................150
Сила тока, потребляемая от аккумулятора, А, не более..........................10
Масса, кг..........................................2,0
С. П. Трещенев в (3412) 42-55-60 ■ (3412) 43-92-63 E-mail: stalker@radio-service.ru
http://www.radio-service.ru □
46
Sensors & Systems • № 11.2004
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.