Индикатор магнитного поля своими руками: Индикатор магнитного поля своими руками — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Индикатор магнитного поля своими руками

Собранный из нескольких деталей индикатор оказывается совершенно неинерционным и сравнительно чувствительным, чтобы, к примеру, определить намагниченность лезвия бритвы или часовой отвертки. Кроме того, подобный прибор пригодится в школе для демонстрации явления индукции и самоиндукции.

Каков принцип работы схемы индикатора магнитного поля? Если вблизи катушки, лучше всего со стальным сердечником, пронести постоянный магнит, его силовые линии пересекут витки катушки. На выводах катушки появится ЭДС, величина которой зависит от напряженности магнитного поля и числа витков катушки. Остается усилить снимаемый с выводов катушки сигнал и подать его, например, на лампу накаливания от карманного фонаря.

Режим работы каскада задается резисторами R1 и R2. В зависимости от параметров транзистора (статический коэффициент передачи и обратный ток коллектора) оптимальный режим работы устанавливают переменным резистором R1.

В эмиттерную цепь транзистора первого каскада включен составной транзистор VT2-VT3 из транзисторов разной структуры.

Нагрузкой этого транзистора является сигнальная лампа HL1. Для ограничения максимального коллекторного тока транзистора VT3 в цепи базы транзистора VT2 стоит резистор R3.

Как только вблизи сердечника датчика окажется намагниченный предмет, появившийся на выводах катушки сигнал усилится, и сигнальная лампа на мгновение вспыхнет. Чем больше предмет и сильнее его намагниченность, тем ярче вспышка лампы.

Схема индикатора магнитного поля, вроли датчика лучше всего использовать катушку с сердечником от электромагнитных реле РСМ, РЭС6, РЗС9 или других, сопротивлением обмотки не менее 200 Ом. Учтите, чем больше сопротивление обмотки, тем более чувствительным будет индикатор.

Неплохие результаты получаются с самодельным датчиком. Для него берут отрезок стержня диаметром 8 и длиной 25 мм из феррита 600НН (от магнитной антенны карманных приемников). На длине примерно 16 мм на стержень наматывают внавал 300 витков провода ПЭВ-1 0,25. 0,3, размещая их равномерно по всей поверхности. Сопротивление обмотки такого датчика примерно 5 Ом. Чувствительность датчика, необходимая для работы прибора, обеспечивается благодаря высокой магнитной проницаемости сердечника. Чувствительность зависит также от статического коэффициента передачи тока транзисторов, поэтому желательно использовать транзисторы с возможно большим значением этого параметра. Кроме того, транзистор VT1 должен быть с небольшим обратным током коллектора. Вместо МП103А можно применить КТ315 с любым буквенным индексом, а вместо МП25Б — другие транзисторы серий МП25, МП26, обладающие коэффициентом передачи не менее 40.

Схема индикатора магнитного поля расположение радиокомпонентов. Часть деталей индикатора смонтируйте на плате из любого изоляционного материала (гетинакс, текстолит, оргалит) . Монтаж навесной, для подпайки выводов деталей установите на плате шпильки длиной 8. 10 мм из толстого (1. 1.5 мм) облуженного медного провода. Вместо шпилек можно расклепать на плате пустотелые заклепки либо установить небольшие скобки из жести от консервной банки. Так же поступайте в дальнейшем при изготовлении плат для навесного монтажа. Соединения между шпильками ведите голым луженым монтажным проводом, а в случае пересечения проводников надевайте на один из них отрезок поливинилхлоридной трубки либо кембрика.

Монтажная плата индикатора магнитного поля

После монтажа деталей к плате подпаивают проводниками в изоляции датчик, переменный резистор, сигнальную лампу, выключатель и источник питания. Включив питание, устанавливают движок переменного резистора в такое положение, чтобы нить накала лампы едва светилась. Если же нить сильно раскалена даже при верхнем по схеме положении движка, следует заменить резистор R2 другим, с большим сопротивлением.

Перед сердечником датчика помещают ненадолго небольшой магнит. Лампа должна ярко вспыхнуть. Если же вспышка слабая, это свидетельствует о малом коэффициенте передачи транзистора VT1. Его желательно заменить.

Затем к сердечнику датчика нужно приблизить конец намагниченной отвертки. Намагнитить ее нетрудно несколькими касаниями сравнительно сильного постоянного магнита, например магнита динамической головки мощностью 1 Вт. С намагниченной отверткой яркость вспышки сигнальной лампы будет меньше, чем с постоянным магнитом. Совсем слабой будет вспышка, если вместо отвертки использовать намагниченное лезвие безопасной бритвы.

Во время работы индикатора переменным резистором устанавливайте сначала возможно меньшую яркость свечения лампы, а затем уже подносите к сердечнику датчика испытываемый предмет. При проверке слабо намагниченных предметов яркость сигнальной лампы немного увеличивают, чтобы лучше было заметно ее изменение.

Как уже было сказано, вокруг проводника с током образуется магнитное поле. Если включить, скажем, настольную лампу, то такое поле будет вокруг проводов, подводящих к лампе сетевое напряжение. Причем поле будет переменным, изменяющимся с частотой сети (50 Гц). Правда, напряженность поля невелика, и обнаружить его можно лишь чувствительным индикатором — о его устройстве будет рассказано позже.

Совсем иначе обстоит дело с работающим паяльником. Его нагревательная обмотка (спираль) выполнена в виде катушки, и вокруг нее образуется достаточно мощное магнитное поле, которое можно зафиксировать сравнительно простым индикатором.

Принципиальная схема индикатора переменного магнитного поля

Входная часть индикатора напоминает такую же часть предыдущего прибора: та же катушка индуктивности L1 с конденсатором С1, то же построение схемы первого каскада на транзисторе VT1. Только цепочка из двух резисторов в цепи базы транзистора заменена одним резистором R1, сопротивление которого уточняется в процессе настройки прибора. Транзистор же взят германиевый структуры р-n-р.

Далее следует усилитель, собранный на транзисторах VT2 — VT4 и нагруженный на сигнальную лампу HL1.

В исходном состоянии транзисторы VT1 и VT2 открыты настолько, что между выводами коллектора и эмиттера транзистора VT2 небольшое напряжение (т. е. транзистор VT2 находится почти в насыщенном состоянии). Поэтому транзисторы VT3 и VT4 открыты незначительно, и лампа HL1 едва светится.

Схема индикатора переменного магнитного поля, работа: как только к датчику приближают нагревательный элемент паяльника, на выводах катушки датчика появляется сигнал переменного тока. Он усиливается транзисторами VT1, VT2. В результате транзистор VT2 начинает закрываться, и напряжение между его выводами эмиттера и коллектора возрастает. Начинают работать транзисторы VT3, VT4, ток через лампу увеличивается, она будет светиться. Чем меньше расстояние между нагревательным элементом и датчиком, тем ярче светится лампа.

Схема индикатора настройка. Лампа засветится уже на расстоянии примерно 100 мм от датчика до паяльника мощностью 35. 40 Вт. Это расстояние определяется чувствительностью индикатора. Оно будет еще больше, если используется паяльник мощностью 50 или 100 Вт.

Первые два транзистора могут быть серий МП39 — МП42 со статическим коэффициентом передачи тока 15. 25, VT3 — того же типа, но с коэффициентом передачи 50. 60. С таким же коэффициентом передачи следует подобрать и транзистор VT4 (он может быть серий МП25, МП26). Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечный — СПЗ-16 или другой малогабаритный. Датчик и сигнальная лампа — такие же, что и в предыдущей конструкции, конденсатор — бумажный, например МБМ.

Часть деталей индикатора можно смонтировать на монтажной плате навесным способом, как это было в предыдущей конструкции.

По своему выбору можете изготовить (или приспособить имеющийся) корпус, установив на его верхней панели лампу и выключатель питания, а внутри расположив плату с батареей 3336. Датчик размещают либо на верхней панели, либо на боковой стенке.

Подав выключателем SA1 питание, устанавливают движок подстроечного резистора в такое положение, чтобы лампа HL1 светилась примерно вполнакала. При этом на выводах коллектора и эмиттера транзистора VT4 должно быть падение напряжения около 1,5 В.

Затем включают в цепь эмиттера транзистора VT2 миллиамперметр на 5. 10 мА, подсоединяют вывод коллектора к резистору R3 и выводу базы транзистора VT3, подают питание и измеряют ток эмиттера транзистора VT2. Подбором резистора R1 устанавливают его равным 1,5. 2,5 мА в зависимости от установленного общего сопротивления резисторов R2 и R3. Этот ток можно установить и без миллиамперметра — по едва заметному накалу нити сигнальной лампы. Когда же к датчику подносят нагревательный элемент паяльника, ток должен падать до 1 . 0,5 мА, а яркость свечения лампы возрастать.

В процессе работы схемы индикатора напряжение батареи питания будет снижаться, и начальную яркость свечения лампы придется увеличивать подстроечным резистором.

Этот индикатор может найти применение в качестве автоматического переключателя мощности паяльника. Для этого на подставке для паяльника напротив нагревателя (на расстоянии 50. 60 мм) нужно расположить датчик, а вместо лампы включить электромагнитное реле с током срабатывания 20. 40 мА при напряжении 3,5. 4 В. Нормально замкнутые контакты реле включают последовательно с одним из проводов питания паяльника, а параллельно контактам подключают резистор мощностью 10. 20 Вт сопротивлением 200. 300 Ом. Когда паяльник кладут на подставку, реле срабатывает и его контакты включают последовательно с паяльником гасящий резистор. Напряжение на паяльнике снижается примерно на 50 В, и жало паяльника немного остывает.

Как только паяльник снимают с подставки, реле отпускает, и на паяльник подается полное сетевое напряжение. Жало быстро разогревается до нужной температуры. Благодаря такому режиму работы жало будет служить дольше, а электроэнергии расходоваться меньше.

Очень часто в самый неподходящий момент теряются важные металлические детали или инструменты. Потерявшаяся где-нибудь в высокой траве отвертка, упавшие за шкаф или в полость пассатижи способны испортить настроение. В такие моменты может выручит простое приспособление — магнитный индикатор со световой и звуковой сигнализацией схему которого мы и рассмотрим.

Способен поймать слабое электромагнитное поле сетевых проводов, по которым протекает переменный ток. Такой прибор нужен для профилактики повреждения сетевых проводов при сверлении отверстий в стене. Собрать его очень легко, а готовые аналоги стоят дорого

Это интересное устройство позволяет услышать мир электромагнитного излучения, что нас окружает. Оно преобразует колебания высокой частоты излучения, генерируемого разнообразными электронными устройствами в слышимую форму. Можно использовать его возле компьютеров, планшетов, мобильных телефонов и т. д. Благодаря ему вам удастся услышать действительно уникальные звуки, создаваемые работающей электроникой.

Принципиальная электросхема

Схема предполагает реализацию данного эффекта с как можно наименьшим числом радиоэлементов. Дальнейшие улучшения и исправления лежат уже на вашем усмотрении. Некоторые значения деталей вы можете подобрать для своих потребностей, другие являются постоянными.

Процесс сборки

Сборка предполагает использование макетной платы размером не менее 15 x 24 отверстия, и особое внимание обращается на расположение элементов на ней. На фотографиях показано рекомендуемое расположение каждого из радиоэлементов и какие связи между ними выполнить. Перемычки на печатной плате можно выполнить из фрагментов кабеля или отрезанных ножек от других элементов (резисторы, конденсаторы), которые остались после их монтажа.

Сначала надо впаять катушки L1 и L2. Хорошо отодвинуть их друг от друга, что даст нам пространство и увеличит эффект стерео. Эти катушки являются ключевым элементом схемы — они ведут себя как антенны, которые собирают электромагнитное излучение из окружающей среды.

После впайки катушек можно установить конденсаторы C1 и C2. Их емкость составляет 2,2 мкФ и определяет нижнюю частоту среза звуков, которые будут услышаны в наушниках. Чем выше значение ёмкости, тем ниже звуки воспроизводящиеся в системе. Большая часть мощного электромагнитного шума лежит на частоте 50 Гц, так что есть смысл его отфильтровать.

Далее припаиваем резисторы по 1 кОм — R1 и R2. Резисторы эти, вместе с R3 и R4 (390 кОм) определяют усиление операционного усилителя в схеме. Инвертирование напряжения не имеет в нашей системе особого значения.

Виртуальная масса — резисторы R5 и R5 с сопротивлением 100 кОм. Они являются простым делителем напряжения, который в данном случае будет делить напряжение 9 V на половину, так что с точки зрения схемы питается м/с напряжением -4,5 V и +4,5 V по отношению к виртуальной массе.

Можно поставить в панельку операционный усилитель любой со стандартными выводами, например OPA2134, NE5532, TL072 и другие.

Подключаем аккумулятор и наушники — теперь мы можем использовать этот акустический монитор для прослушки электромагнитных полей. Батарею можно приклеить к плате скотчем.

Дополнительные возможности

Что можно добавить, чтобы увеличить функциональность? Регулятор громкости — два потенциометра между выходом из схемы и гнездом для наушников. Выключатель питания — сейчас схема включена все время, пока не отсоединится батарейка.

При испытаниях оказалось, что устройство очень чувствительно на источника поля. Вы можете услышать, например, как обновляется экран в мобильном телефоне, или как красиво поет кабель USB во время передачи данных. Приложенный к включенному громкоговорителю работает как обычный и вполне точный микрофон, который собирает эл-магнитное поле катушки работающего динамика.

Хорошо ищет кабеля в стене, на манер трассоискателя. Только надо поднять НЧ, увеличив все 4 ёмкости до 10 мкФ. Недостатком является довольно большой шум и ещё сигнал слишком слабый — нужен какой-то дополнительный усилитель мощности, например на PAM-8403.

Видео работы детектора ВЧ

Обсудить статью НЕОБЫЧНЫЙ ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Индикаторы электрических полей могут быть использованы для индивидуальной защиты электромонтеров, при поиске мест повреждений электрических сетей. С их помощью определяется наличие электростатических зарядов в полупроводниковом, текстильном производствах, хранилищах легковоспламеняющихся жидкостей. При поиске источников магнитных полей, определении их конфигурации и исследовании полей рассеяния трансформаторов, дросселей и электродвигателей не обойтись без индикаторов магнитных полей.

Схема индикатора высокочастотных излучений показана на рис. 20.1. Сигнал с антенны попадает на детектор, выполненный на германиевом диоде. Далее через Г-образный LC-фильтр сигнал поступает на базу транзистора, в коллекторную цепь которого включен микроамперметр. По нему и определяется мощность высокочастотных излучений.

Для индикации низкочастотных электрических полей используют индикаторы с входным каскадом на полевом транзисторе (рис. 20.2 — 20.7). Первый из них (рис. 20.2) выполнен на основе мультивибратора [ВРЯ 80-28, Р 8/91-76]. Канал полевого транзистора является управляемым элементом, сопротивление которого зависит от величины контролируемого электрического поля. К затвору транзистора подключена антенна. При внесении индикатора в электрическое поле, сопротивление исток — сток полевого транзистора возрастает, и мультивибратор включается.

В телефонном капсюле раздается звуковой сигнал, частота которого зависит от напряженности электрического поля.

Следующие две конструкции по схемам Д. Болотника и Д. Приймака (рис. 20.3 и 20.4) предназначены для поиска неисправностей в новогодних электрических гирляндах [Р 11/88-56]. Индикатор (рис. 20.3) в целом представляет собой резистор с управляемым сопротивлением. Роль такого сопротивления опять же играет канал сток — исток полевого транзистора, дополненного двухкаскадным усилителем постоянного тока. Индикатор (рис. 20.4) выполнен по схеме управляемого низкочастотного генератора. Он содержит пороговое устройство, усилитель и детектор сигнала, наведенного в антенне переменным электрическим полем. Все эти функции выполняет один транзистор — VT1. На транзисторах VT2 и VT3 собран генератор низкой частоты, работающий в ждущем режиме. Как только антенну устройства приближают к источнику электрического поля, транзистор VT1 включает звуковой генератор.

Индикатор электрического поля (рис. 20.5) предназначен для поиска скрытой проводки, электрических цепей, находящихся под напряжением, индикации приближения к зоне высоковольтных проводов, наличия переменных или постоянных электрических полей [РаЭ 8/00-15].

В устройстве использован заторможенный генератор светозвуковых импульсов, выполненный на аналоге инжекционно-по-левого транзистора (VT2, VT3). При отсутствии электрического поля высокой напряженности сопротивление сток — исток полевого транзистора VT1 невелико, транзистор VT3 закрыт, генерация отсутствует. Ток, потребляемый устройством, составляет единицы, десятки мкА. При наличии постоянного или переменного электрического поля высокой напряженности сопротивление сток — исток полевого транзистора VT1 возрастает, и устройство начинает вырабатывать светозвуковые сигналы. Так, если в качестве антенны использован вывод затвора транзистора VT1, индикатор реагирует на приближение сетевого провода на расстояние около 25 мм.

Потенциометром R3 регулируется чувствительность, резистор R1 задает длительность светозвуковой посылки, конденсатор С1 — частоту их следования, а С2 определяет тембр звукового сигнала.

Для повышения чувствительности в качестве антенны может быть использован отрезок изолированного провода или телескопическая антенна. Для защиты транзистора VT1 от пробоя параллельно переходу затвор — исток стоит подключить стабилитрон или высокоомный резистор.

Индикатор электрических и магнитных полей (рис. 20.6) содержит релаксационный генератор импульсов. Он выполнен на биполярном лавинном транзисторе (транзистор микросхемы К101КТ1А, управляемый электронным ключом на полевом транзисторе типа КП103Г), к затвору которого подключена антенна. Для задания рабочей точки генератора (срыв генерации в отсутствии индицируемых электрических полей) используют резисторы R1 и R2. Генератор импульсов через конденсатор С1 нагружен на высокоомные головные телефоны. При наличии переменного электрического поля (или перемещении предметов, несущих электростатические заряды) на антенне и, соответственно, затворе полевого транзистора появляется сигнал переменного тока, что приводит к изменению электрического сопротивления перехода сток — исток с частотой модуляции. В соответствии с этим релаксационный генератор начинает генерировать пачки модулированных импульсов, а в головных телефонах будет прослушиваться звуковой сигнал.

Чувствительность прибора (дальность обнаружения токонесущего провода сети 220 В 50 Гц) составляет 15. 20 см. В качестве антенны использован стальной штырь 300×3 мм. При напряжении питания 9 В ток, потребляемый индикатором в режиме молчания, составляет 100 мкА, в рабочем режиме — 20 мкА.

Индикатор магнитных полей (рис. 20.6) выполнен на втором транзисторе микросхемы. Нагрузкой второго генератора является высокоомный головной телефон. Сигнал переменного тока, снимаемый с индуктивного датчика магнитного поля L1, через переходной конденсатор С1 подается на базу лавинного транзистора, не связанную по постоянному току с другими элементами схемы («плавающая» рабочая точка). В режиме индикации переменного магнитного поля напряжение на управляющем электроде (базе) лавинного транзистора периодически изменяется, изменяется также и напряжение лавинного пробоя коллекторного перехода и, в связи с этим, частота и продолжительность генерации.

Индикатор (рис. 20.7) изготовлен на основе делителя напряжения, одним из элементов которого является полевой транзистор VT1, сопротивление перехода сток — исток которого определяется потенциалом управляющего электрода (затвора) с подключенной к нему антенной [Рк 6/00-19]. К резистивному делителю напряжения подключен релаксационный генератор импульсов на лавинном транзисторе VT2, работающий в ждущем режиме. Уровень начального напряжения (порог срабатывания), подаваемого на релаксационный генератор импульсов, устанавливается потенциометром R1.

Для предотвращения пробоя управляющего перехода полевого транзистора в схему введена защита (при отключении источника питания цепь затвор — исток закорочена). Повышение уровня громкости звукового сигнала достигается введением усилителя на биполярном транзисторе VT3. В качестве нагрузки выходного транзистора VT3 можно использовать низкоомный телефонный капсюль.

Для упрощения схемы высокоомный телефонный капсюль, например, ТОН-1, ТОН-2 (либо «среднеомный» — ТК-67, ТМ-2) может быть включен вместо резистора R3. В этом случае надобность в использовании элементов VT3, R4, С2 отпадает. Разъем, в который включается телефон, для снижения габаритов устройства, может одновременно служить выключателем питания.

При отсутствии входного сигнала сопротивление перехода сток — исток полевого транзистора составляет несколько сотен Ом, и напряжение, снимаемое с движка потенциометра на питание релаксационного генератора импульсов, мало. При появлении сигнала на управляющем электроде полевого транзистора сопротивление перехода сток — исток последнего возрастает пропорционально уровню входного сигнала до единиц, сотен кОм. Это приводит к увеличению напряжения, подаваемого на релаксационный генератор импульсов до величины, достаточной для возникновения колебаний, частота которых определяется произведением R4C1. Потребляемый устройством ток при отсутствии сигнала — 0,6 мА, в режиме индикации — 0,2. 0,3 мА. Дальность обнаружения токонесущего провода сети 220 В 50 Гц при длине штыревой антенны 10 см составляет 10. 100 см.

Индикатор высокочастотного электрического поля (рис. 20.8) [МК 2/86-13] отличается от аналога (рис. 20.1) тем, что его выходная часть выполнена по мостовой схеме, имеющей повышенную чувствительность. Резистор R1 предназначен для балансировки схемы (установки стрелки прибора на ноль).

Ждущий мультивибратор (рис. 20.9) использован для индикации сетевого напряжения [МК 7/88-12]. Индикатор работает при приближении его антенны к сетевому проводу (220 В) на расстояние 2. 3 см. Частота генерации для приведенных на схеме номиналов близка к 1 Гц.

Индикаторы магнитных полей по схемам, представленным на рис. 20.10 — 20.13, имеют индуктивные датчики, в качестве которых может быть использован телефонный капсюль без мембраны, либо многовитковая катушка индуктивности с железным сердечником.

Индикатор (рис. 20.10) выполнен по схеме радиоприемника 2-V-0. Он содержит датчик, двухкаскадный усилитель, детектор с удвоением напряжения и показывающий прибор.

Индикаторы (рис. 20.11, 20.12) имеют светодиодную индикацию и предназначены для качественной индикации магнитных полей [Р 8/91-83; Р 3/85-49].

Более сложную конструкцию имеет индикатор по схеме И.П. Шелестова, изображенный на рис. 20.13. Датчик магнитного поля подключен к управляющему переходу полевого транзистора, в цепь истока которого включено сопротивление нагрузки R1. Сигнал с этого сопротивления усиливается каскадом на транзисторе VT2. Далее в схеме использован компаратор на микросхеме DA1 типа К554САЗ. Компаратор сравнивает уровни двух сигналов: напряжения, снимаемого с регулируемого резистивного делителя R4, R5 (регулятора чувствительности) и напряжения, снимаемого с коллектора транзистора VT2. На выходе компаратора включен светодиодный индикатор.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Индикатор электромагнитных полей своими руками. Самодельный измеритель свч-излучения

Настроение сейчас —

Индикатор напряженности поля может потребоваться при налаживании радиостанции или передатчика, если нужно определить уровень радиосмога и найти его источник или при поиске и обнаружении скрытых передатчиков («шпионских радиомикрофонов»). Можно обойтись без осциллографа, даже можно обойтись без тестера, но без индикатора ВЧ поля, никогда! При кажущейся простоте — это прибор, который обладает исключительной надежностью и работает безотказно в любых условиях. Самое прекрасное, что настраивать его практически не надо (если выбраны те компоненты, которые указаны в схеме) и ему не требуется никакого внешнего питания.

схему можно сделать еще проще — и все равно будет прекрасно работать…

Как работает схема?
Сигнал с передатчика с антенны W1, через конденсатор С1 поступает на диодный детектор на VD1 и VD2, построенный по схеме удвоения напряжения. В результате на выходе детектора (правый конец диода VD2) формируется постоянное напряжение, пропорциональное интенсивности сигнала, поступающего на антенну W1. Конденсатор С2 является накопительным (если бы мы говорили о блоке питания, про него сказали «сглаживает пульсации»).

Далее продетектированное напряжение поступает либо на индикатор на светодиоде VD3, либо на амперметр, либо на вольтметр. Перемычка J1 нужна для того, чтобы было возможно отключать светодиод VD3 во время проведения измерений по приборам (он, естественно вносит сильные искажения, причем нелинейные), но в большинстве случае его можно и не отключать (если измерения носят относительный характер, а не абсолютный)
Конструкция.
От конструкции зависит очень много, прежде всего необходимо решить как вы будете использовать данный индикатор: как пробник, или как измеритель интенсивности электромагнитного поля. Если как пробник, то можно ограничится только установкой светодиода VD3. Тогда при поднесении данного индикатора к антенне передатчика он будет гореть, чем ближе к антенне, тем сильнее. Такой вариант я очень рекомендую сделать все, чтобы иметь в кармане, для «полевых испытаний аппаратуры» — элементарно просто поднести его к антенне передатчика или радиостанции, чтобы убедиться, что ВЧ часть работает.
Если необходимо измерять интенсивность (т.е. давать численные значения – это необходимо будет при настройке ВЧ-модуля), необходимо будет ставить либо вольметр, либо амперметр. На фотографиях ниже представлен гибридный вариант.

Что касается деталей, то особых требований нет. Конденсаторы самые обычные, можно SMD, можно обычные в выводных корпусах. Но, хочу предупредить схема очень чувствительна к типам диодов. С некоторыми может вообще не работать. На схеме представлены те типы диодов, с которыми она гарантированно работает. Причем лучший результат дали старые германиевые диоды Д311. При их использовании схема работает до 1 гГц (проверено!), во всяком случае какое-то напряжение на выходе разглядеть можно. Если сразу не заработало – ОБЯЗАТЕЛЬНО попробуйте другую пару диодов (как одного типа, так и разных), т.к. часто результат работы меняется в зависимости от экземпляра.
Приборы амперметр на ток до 100 мкА или вольтметр до 1 В, можно до 2-3 В.

Налаживание.
Налаживание, в принципе не требуется, все должно работать. Цель налаживания проверка работоспособности – увидеть отклонение стрелки прибора, или зажигания светодиода. Но, все-таки, я бы рекомендовал попробовать даже нормально работающий индикатор в разными типам диодов, имеющихся в наличии – может существенно увеличиться чувствительность. В любом случае надо добиваться максимального отклонения стрелки прибора
Если у вас еще не собран передатчик или у вас просто нет доступа к чему-то работающему и дающему хорошее ВЧ-поле (например, ВЧ генератора, типа Г4-116) то, чтобы проверить работу пробника можно съездить в Останкино (метро «ВДНХ») или на Шаболовскую (метро «Шаболовская»). В Останкино этот индикатор работает даже в троллейбусе, когда проезжаешь мимо башни. На Шаболовской, надо подойти почти вплотную к самой башне. Иногда источником мощных ВЧ полей служит бытовая аппаратура, если антенну пробника расположить около сетевого провода мощной нагрузки (например, утюга или чайника), то путем периодического включения-выключения можно тоже добиться отклонения стрелки прибора. Если у кого-то есть радиостанция, то для проверки работы она вполне подойдет тоже (надо его поднести к антенне, пока радиостанция находится в режиме передачи). В качестве другого варианта можно – можно использовать сигнал к кварцевого генератора от какой-либо бытовой аппаратуры (например, видеоигры, компьютера, видеомагнитофона) – для этого надо «внутри этой аппаратуры» найти кварцевый резонатор на частоту от 0.5 мГц до 70 мГц и просто прикоснуться антенной W1 к одному из его выводов (либо поднести к одному из выводов).
Столь подробное описание проверки работы пробника носит только одну цель – до постройки ВЧ модуля передатчика надо быть на 100% уверенным, что ВЧ индикатор работоспособен! ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО! Пока не убедитесь, что ВЧ индикатор работает приниматься за постройку передатчика бесполезно.
Так это может выглядеть (видно, что горит VD3, естественно J1 подключена и подключен вольтметр на диапазон 2.5 В):

Перспективы и использование.
Для налаживания передатчика вместо жесткой антенны можно использовать гибкий, многожильный. При этом можно либо просто припаивать его к измеряемым точкам схемы, либо если другим проводом массу индикатора (точку соединения VD1, С2, VD3) соединить с массой налаживаемой ВЧ системы просто подносить этот гибкий антенный провод к тестовой точке или контуру (не припаивая). Если на контуре нет экрана – иногда бывает достаточно просто поднести антенный провод индикатора к катушке контура. В данном случае все зависит от интенсивности ВЧ напряжения в измеряемой системе.
Вместо амперметра или вольтметра можно попробовать подключить наушники – тогда можно будет услышать сигнал передатчика, так например, рекомендуется делать в книге Борисова «Юный радиолюбитель».
Этот же пробник (если подключен вольтметр), зная частоту на которой работает ВЧ система может помочь довольно точно измерить мощность сигнала. При этом надо снять показания прибора на минимально возможном расстоянии от антенны, затем чуть дальше (измерив это расстояние линейкой), затем подставив в формулу (ее надо поискать в справочниках — на память я не помню) получить значение в dB. Естественно, то желательно данную операцию провести, например, с радиостанцией мощность которой известна, и только потом измерять мощность неизвестно источника. Конечно надо учитывать, что частоты эталонной радиостанции и вашего источника одни и те же, т.к. хоть в нашем случае в описанном пробнике нет входного контура он все же обладает частотоизбирающими свойствами за счет конструкции (длина антенны, емкости монтажа и т.д.)

Схема простого индикатора поля , основой которого является дешёвая распространённая микросхема ОУ LM358, имеет 2 уровня индикации на светодиодах. Для увеличения — клик на картинку.

На чувствительность схемы влияют, прежде всего, антенна и диоды VD1, VD2. Подойдут такие диоды: «ГИ401А, Б; 1И401А, Б; АИ402, 3И402; 1И403, ГИ403». Так как у меня не было ни одного из перечисленных диодов, пришлось подбирать другие по наивысшей чувствительности. Подошли детекторные германиевые диоды «АА143». Напряжение работы ВЧ индикатора 6-12В. Ток потребления схемы 0,4-1 мА в режиме ожидания. Ток в режиме детекции зависит от потребляемого тока светодиодов и номиналов резисторов R4,R5. Светодиоды пришлось немного подшлифовать для рассеивания света.

Пороги индикации выставляются переменными резисторами R2,R3. Если нет резисторов R2,R3 номиналами как в схеме, то их можно подобрать таким способом: Если R2,R3~1к, то R1~30к; R2,R3~5к, то R1~150к; R2,R3~10к, то R1~300к и так далее соблюдая соотношение.

Настраивать R2,R3 нужно после полной пайки всех компонентов (включая антенну), отчистки платы от флюса (в моем случае канифоль) и прочих загрязнений, так как ОУ очень чувствителен к таким факторам. Индикатор ВЧ поля реагирует на излучение мобильных телефонов (GSM, GPRS, EDGE, 3G, WiFi), радиопередатчиков, импульсных БП, экрана телевизора, ЛДС. Если применить терминологию металлоискателей, то устройство похоже на «пинпоинтер», только для электромагнитного излучения. Для наглядности работы устройства, фото с включенным радиопередатчиком:

Есть излучение

Мощное излучение

От конденсатора С5 (от кружка) идет перемычка на минус питания схемы.

Часто возникает необходимость произвести простейшую проверку исправности передатчика RC, исправен ли он и его антенна, излучает ли передатчик в эфир электромагнитные волны. В этом случае большую помощь окажет простейший индикатор электромагнитного поля. С его помощью можно проверить работу выходного каскада любого передатчика используемого в моделизме в диапазоне от нескольких МГц и до 2,5 ГГц. Им можно так же проверить работу сотового телефона на передачу.

В основе приборчика применён детектор с удвоением напряжения на СВЧ диодах типа КД514 советского производства. Принцип работы понятен из принципиальной схемы. К точке соединения диодов подключается антенна длиной 20…..25 см из проволоки диам. 1…..2 мм. К диодам подключен фильтрующий конденсатор (трубчатый, керамический) емкостью примерно 2200 пкФ. Диоды с конденсатором подпаиваются к клеммам микроамперметра, который является прибором индикации наличия электромагнитного поля. Катод правого по схеме диода подпаивается к клемме «+» , а анод левого по схеме диода подпаивается к клемме «-«. Антенна индикатора может располагаться на расстоянии от нескольких сантиметров (передатчик на 2,4 ГГц или сотовый телефон) до 1 метра,
если передатчик работает в диапазоне 27………40 Мгц. Такие передатчики имеют телескопическую антенну.
Все детали расположены на кусочке текстолита. Фильтрующий конденсатор расположен снизу платки и его на фото не видно.

Принципиальная схема

Фотографии.

Обычный школьный компас чутко реагирует на магнитное поле. Достаточно, скажем, пронести перед его стрелкой намагниченный конец отвертки, как стрелка отклонится. Но, к сожалению, после этого стрелка будет некоторое время по инерции раскачиваться. Поэтому пользоваться таким простейшим прибором для определения намагниченности предметов неудобно. Необходимость же в таком измерительном устройстве возникает нередко.

Датчиком является катушка индуктивности L1, намотанная на железном сердечнике. Она подключена через конденсатор С1 к усилительному каскаду, выполненному на транзисторе VT1. Режим работы каскада задается резисторами R1 и R2. В зависимости от параметров транзистора (статический коэффициент передачи и обратный ток коллектора) оптимальный режим работы устанавливают переменным резистором R1.

Принципиальная схема индикатора магнитного поля

Неплохие результаты получаются с самодельным датчиком. Для него берут отрезок стержня диаметром 8 и длиной 25 мм из феррита 600НН (от магнитной антенны карманных приемников). На длине примерно 16 мм на стержень наматывают внавал 300 витков провода ПЭВ-1 0,25…0,3, размещая их равномерно по всей поверхности. Сопротивление обмотки такого датчика примерно 5 Ом. Чувствительность датчика, необходимая для работы прибора, обеспечивается благодаря высокой магнитной проницаемости сердечника. Чувствительность зависит также от статического коэффициента передачи тока транзисторов, поэтому желательно использовать транзисторы с возможно большим значением этого параметра. Кроме того, транзистор VT1 должен быть с небольшим обратным током коллектора. Вместо МП103А можно применить КТ315 с любым буквенным индексом, а вместо МП25Б — другие транзисторы серий МП25, МП26, обладающие коэффициентом передачи не менее 40.

Схема индикатора магнитного поля расположение радиокомпонентов. Часть деталей индикатора смонтируйте на плате из любого изоляционного материала (гетинакс, текстолит, оргалит) . Монтаж навесной, для подпайки выводов деталей установите на плате шпильки длиной 8…10 мм из толстого (1…1.5 мм) облуженного медного провода. Вместо шпилек можно расклепать на плате пустотелые заклепки либо установить небольшие скобки из жести от консервной банки. Так же поступайте в дальнейшем при изготовлении плат для навесного монтажа. Соединения между шпильками ведите голым луженым монтажным проводом, а в случае пересечения проводников надевайте на один из них отрезок поливинилхлоридной трубки либо кембрика.

Монтажная плата индикатора магнитного поля

Принципиальная схема индикатора переменного магнитного поля

Схема индикатора настройка. Лампа засветится уже на расстоянии примерно 100 мм от датчика до паяльника мощностью 35…40 Вт. Это расстояние определяется чувствительностью индикатора. Оно будет еще больше, если используется паяльник мощностью 50 или 100 Вт.

Первые два транзистора могут быть серий МП39 — МП42 со статическим коэффициентом передачи тока 15…25, VT3 — того же типа, но с коэффициентом передачи 50…60. С таким же коэффициентом передачи следует подобрать и транзистор VT4 (он может быть серий МП25, МП26). Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечный — СПЗ-16 или другой малогабаритный. Датчик и сигнальная лампа — такие же, что и в предыдущей конструкции, конденсатор — бумажный, например МБМ.

Перед налаживанием индикатора движок подстроечного резистора R2 устанавливают в верхнее по схеме положение, а вывод коллектора транзистора VT2 отключают от вывода базы VT3 и резистора R3. Подав выключателем SA1 питание, устанавливают движок подстроечного резистора в такое положение, чтобы лампа HL1 светилась примерно вполнакала. При этом на выводах коллектора и эмиттера транзистора VT4 должно быть падение напряжения около 1,5 В.

Затем включают в цепь эмиттера транзистора VT2 миллиамперметр на 5…10 мА, подсоединяют вывод коллектора к резистору R3 и выводу базы транзистора VT3, подают питание и измеряют ток эмиттера транзистора VT2. Подбором резистора R1 устанавливают его равным 1,5…2,5 мА в зависимости от установленного общего сопротивления резисторов R2 и R3. Этот ток можно установить и без миллиамперметра — по едва заметному накалу нити сигнальной лампы. Когда же к датчику подносят нагревательный элемент паяльника, ток должен падать до 1 …0,5 мА, а яркость свечения лампы возрастать.

Этот индикатор может найти применение в качестве автоматического переключателя мощности паяльника. Для этого на подставке для паяльника напротив нагревателя (на расстоянии 50…60 мм) нужно расположить датчик, а вместо лампы включить электромагнитное реле с током срабатывания 20…40 мА при напряжении 3,5…4 В. Нормально замкнутые контакты реле включают последовательно с одним из проводов питания паяльника, а параллельно контактам подключают резистор мощностью 10…20 Вт сопротивлением 200…300 Ом. Когда паяльник кладут на подставку, реле срабатывает и его контакты включают последовательно с паяльником гасящий резистор. Напряжение на паяльнике снижается примерно на 50 В, и жало паяльника немного остывает.

ИНДИКАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Прежде чем браться за сборку жучка-передатчика, кроме естественно мультиметра, нужно иметь специальный индикатор излучаемого им электромагнитного поля. И желательно собирать широкополосную схему, способную без переделки реагировать на частоты от FM до GSM. Именно такой детектор мы и будем делать. Схема этого индикатора поля представляет собой усилитель постоянного тока на операционном усилителе с каскадом УВЧ и ВЧ детектором. На входе УВЧ установлен фильтр высоких частот L1, C2, L2, C3, который обрезает сигналы с частотой ниже 10 МГц, в противном случае, прибор начинает реагировать на фон электропроводки и другие помехи. Усилитель ВЧ выполнен по схеме с общим эмиттером, режим выставляется резистором R1 так, что бы на коллекторе VТ1 было напряжение равное половине питающего.

Через конденсатор С4 сигнал поступает на диодный детектор VD1, здесь необходимо применять СВЧ германиевый диод ГД402, ГД507, нельзя применять диод Д9, максимальная частота которого 40 МГц. Выпрямленный сигнал поступает на вход ОУ через фильтр L3,L4,С6,С7, которые препятствуют попадания на вход ОУ ВЧ составляющей. Операционный усилитель работает от однополярного питания, поэтому для его нормальной работы, при помощи делителя на R4; R5 создана искусственная “средняя точка”. Усиление микросхемы определяется отношением R6/R8 при малых сигналах на входе. При увеличении напряжения на выводе 6 микросхемы до 0,6 вольт происходит открывание диода VD2 и в цепь обратной связи усилителя подключается резистор R7, что уменьшает усиление и делает шкалу прибора линейной.

В качестве ОУ можно применить 140УД12 или 140УД6. В случае использования УД6 резистор R9 из схемы необходимо удалить. Резистором R10 осуществляется установка шкалы прибора на 0. VT1 — СВЧ транзистор, например КТ399. Катушка L1 — 8 витков, провода 0,5 на оправке 5 мм., L2 — 6 витков того же провода. Дросселя L3, L4 по 50 — 100 мкГн.

Следующая схема представляет собой доработанную конструкцию, применение дополнительного ОУ позволило исключить резисторный делитель напряжения и улучшить характеристики прибора. Схема очень простая и не должна вызвать трудностей в изготовлении и настройки.

Данная конструкция способна засечь:

Радиомикрофон V пит=3 В. F=93 МГц — 4 метра.
Радиомикрофон, одно транзисторный, Vпит=3 В. F=420 МГц — 3 метра.
Радио микрофон Vпит=3 В. F=860 МГц — 80 см.
Китайская телекамера Vпит=9В. F=1200 МГц. — 4 метра.
Мобильный телефон, во время передачи — до 7 метров.

Советую делать данное изделие по тому варианту, что с 2-мя микросхемами. Работает хорошо. Микросхемы применял К140уд6. Вот файл с печаткой в приложении.

Проверял на сотовый телефон, отходил от детектора на 5 метров ловил его, дальше не вижу стрелку. В общем у данного изделия чувствительность действительно высокая. Сборка и испытание устройства — samodelkin121.

Форум

Форум по обсуждению материала ИНДИКАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Полезная электроника

Промышленные приборы для измерения значений магнитных полей относительно мало распространены. В связи с этим на практике могут оказаться полезными описываемые здесь простые индикаторы магнитных полей.

Индикаторы постоянного поля

В индикаторе,собранном по схеме рис.1, а, магниточувствительным элементом (датчиком) является гepкон SF1, с подвижным экраном, позволяющим частично ослаблять магнитное поле Н. Геркон присоединен гибкими проводниками с вилкой ХТ 1 на концax к индикаторной лампе накаливания HLl и батарее питания GВ1. Под воздействием магнитного поля контакты геркона замыкаются, и лампа загорается. Можно также присоединить проводники от геркона к авометру любоrо типа,включенному как омметр на пределе X 1000. В этом случае действие магнитноrо поля будет вызывать отклонение стрелки авометра.

Возможный вариант конструкции датчика такого индикатора показан на рис. 1, б. Геркон 5 с припаянными к его выводам соединительными проводниками 1 заключен в пластмассовую трубку 4 (например, от ненужной авторучки), по которой с небольшим трением перемещается экран 2. Экраном служит тонкостенниая трубка подходящеrо диаметра из магнитомягкой стали(например, корпyс конденсатора KБГ-M), в которой сделано окно 3 соответственно размерам геркона. Порог срабатывания герконa и чувствительность к полю зависят от положения экрана, что позволяет снабдить индикатор простейшей шкалой 3. оцифрованной в относительных единицах. Индикатор реагирует на поля, создаваемые динамическими головками прямого излучения. Электроизмерительными приборами магнитоэлектрической системы и т. п., на расстоянии нескольких сантиметров.

Индикатор по схеме рис. 1. в. состоит из датчика поля, катушки L1 с магнитопроводом-концентратором и микроамперметра РА} (авометра) или вольтметра РU1 (рис. 1, г) на наименьшем пределе измерения. Датчик(pиc. 1, д) представляет собой стержень из магнитомягкогo материала сечением 0.5…1.5 см 2 и длиной 10….15 см с каркасом, на котором намотано внавал 10000… 15000 витков провода ПЭВ-l 0,05…0,1. Можно использовать катушку с сердечником от реле РКН или РПН,удалив якорь и контактные пружины.

При перемещении (повороте) датчика относительно силовых линий магнитногo поля возникающая в катушке ЭДС индукции вызывает кратковременный бросок стрелки авометра. Большей напряженности поля соответствует и большее отклонение стрелки.

Индикатор низкочастотных полей

Индикатор по схеме на рис. 2,а отличается от предыдущего включением в цепь датчика L1 полупроводникового диода VD1. Индикатор обнаруживает поля рассеяния трансформаторов питания, электродвигателей и т. п. на расстоянии до 10 см и более. Еще чувствительнее устройство со звуковым индикатором (рис. 2, б) головными телефонами ВF1 ТОН-2, ТОН-2А или другими высокоомными. Как известно, звукоотдача телефонов на низких частотах невелика, а чувствительность слуха понижена.

Однако наличие в цепи датчика диода VD1 приводит к появлению гармоник основной частоты, что улучшает слышимость и, следовательно, чувствительность индикатора к полям технической частоты (50 Гц). Это позволяет с успехом использовать eгo для обнаружения и оценки полей рассеяния катушек и даже одиночных проводников, по которым протекают токи силой около нескольких ампер, например в цепях питания нитей накала радиоламп. Возможно также использование индикатора для обнаружения скрытой в стенах — электро или радиопроводки.

В предельно упрощенном устройстве, выполненном по схеме на рис. 2, в, один из излучателей высокоомногo головноrо телефона ВF1.1, снятый с оголовья и освобожденный от амбушюра и мембраны, используется в качестве датчика переменного магнитного поля, а другой излучатель (ВF1.2) является звуковым индикатором. Диод VD1 присоединен к штепсельной вилке ХТ1 телефонов. Чувствительность этого индикатора меньше чем предыдущего.

h4>Индикатор полей ультразвуковой частоты

Индикатор магнитного поля ультразвуковой частоты может быть выполнен по схеме рис.2,а, если применить в нем катушку L1 с ферритовым сердечником. Катушка должна содержать неколько десятков или cотен витков,намотанных на cтeнкe диаметром 8…10 и длиной 100…200 мм из феррита марки М400НН или М600НН. Возможно также использование Г-образных или П-образных сердечников.

В телевизорах магнитные поля ультразвуковой частоты (15625 Гц) создаются выходными трансформаторами строчной развертки, строчными катушками отклоняющей системы, катушками регуляторов линейности и размера строк, а в телевизорах цветного изображения- катушками блока динамического сведения лучей кинескопа. Ориентировочная оценка исправности таких деталей возможна путем сравнения их полей рассеяния с аналогичными в заведомо исправных телевизорах. Для этого пригоден индикатор, смонтированный по схеме на рис.3,а. Он содержит датчик катушку LI с ферритoвым сердечником, который служит магнитопроводом-концентратором, и миниатюрную лампу накаливания HL1. Можно использовать и менее чувствительную лампу накаливания, включив ее по схеме рис. 3, б. В этом случае катушкадатчик L1, конденсатор Сl и лампа HL1 образуют последовательный колебательный контур,в котором возникает резонанс напряжений на частоте строчной развертки.

Конструкция такого индикатора показана на рис. 3, в. Катушка 3 содержит 50 витков провода ПЭВ-1.

0,23…0,31, намотанных в один слой на бумажной гильзе 2, которая может перемещаться вдоль стержня 1 диаметром 10 и длиной 200 мм из феррита марки М400НН или М6ООНН. Стержень закреплен в картонной или пластмассовой (но не металлическойl) трубке 4 длиной 200…300 мм, на которой может быть также конденcaтop 5 МБМ или БМ. Трубка вставлена в пластмассовую или деревянную ручку 6 (например, от ненужного электропаяльника). В отверстии ручки укреплена лампа накаливания 7. Оптимальное положение гильзы 2 находят, приставив стержень 1 торцом к магнитопроводу выходного трансформатора строчной развертки работающего Телевизора, по максимальной яркости свечения лампы 7, после чeго фиксируют гильзу лаком или клеем.

При oцeнке с помощью индикатора неисправностей в телевизорах следует учесть, что поле рассеяния строчного трансформатора ослабевает при наличии междувитковых замыканий в регуляторах размера и линейности строк или в строчных отклоняющих катушках и особенно-при пробое конденсатора вольтодобавки. В случае же замыкания в обмотках caмoгo трансформатора eгo поле рассеяния вообще не обнаруживается. При наличии короткозамкнутых витков в строчных отклоняющих катушках их поле ослабевает, а если расколот ферритовый сердечник отклоняющей системы — оно может возрасти в месте расположения трещины.

Индикаторы полей радиочастоты

Индикатор магнитной составляющей поля радиочастоты (рис. 4) представляет собой ненастраиваемый широкополосный приемник прямого усиления с катушкой Ll (магнитной антенной WAl) на диапазоны дв и св и катушкой L2 диапазона КВ, которые соединены, соответственнo, с детекторами на диодах VDl и VD2. Кроме основной функции диоды также являются разделительными, устраняя взаимное влияние катушек Ll и L2. Постоянная составляющая тока детекторов усиливается транзисторами VТ1 и VT2. При этом сопротивление участка коллектор — эмиттер транзистора VT2 оказывается зависящим от напряженности поля, что позволяет выполнить индикатор в виде приставки к авометру PRl,включенному на пределе измерения X 1000. При измерении необходимо соблюдать указанную на схеме полярность напряжения на гнездах ХТ2 авометра, которую легко определить, подключив к ним любой полупроводниковый диод.

Диоды VDl и VD2 (Д2Б Д2Ж) любые точечные германиевые (но не кремниевые!). Дело в том, что контактная разность потенциалов, возникающая на гpaнице p-n переход а в легированном германии, значительно меньше чем в кремнии. Поэтому прямой ток в несколько миллиампер протекает через германиевый диод уже при напряжении 0,2…0,3 В, а через кремниевый лишь при 0,8…0,9 В. Следовательно, индикатор с германиевыми диодами более чувствителен.

Это свойство присуще не только полупроводниковым диодам, но также и pn переходам транзисторов. Поэтому для повышения чувствительности индикатора кремниевый транзистор VТ1 можно заменить германиевым, например серий МП37 — МП38.

Данные катушек LI и L2 выбирают в зависимости от требуемого диапазона радиочастот. Катушка L1 может состоять из 100…150 витков однослойной намотки проводом ПЭВ1 0,23…0,31. продолжением которой служат две-три секции по 100…150 витков провода ПЭВ1 0,12…0,18, намотанные внавал в том же направлении на стержне диаметром 8…10 и длиной 100…200 мм из феррита марки М400НН или М600НН. Такое выполнение магнитной антенны уменьшает собственную распределенную емкость катушки L1, что способствует расширению полосы пропускания входной цепи индикатора.

Катушка L2 может содержать 20…40 витков провода ПЭВ 1 0,64…0,8, намотанных однослойно на картонном или пластмассовом каркасе диаметром 10…20 мм. При веденные числа витков катушек являются ориентировочными и корректируются в зависимости от размеров при меняемых ферритовых стержней и каркасов. Лучше вceгo это делать, поместив индикатор в поле рамки, соединенной с выходом гeнepaтopa радиочастоты (анапогично известному методу регулировки приемников с магнитными антеннами). При отсутствии генepaтopa индикатор налаживают, связывая eгo с катушками контура гетеродина вспомогательноrо радиоприемника на соответствующих диапазонах.

Литература
Волин М. П. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратype. М. : Советское радио, 1972.
Луканип В. Волномерная приставка к aвометpy. Радио, 1972.№ 9
Ринский В. Индикатор магнитных полей рассеяния. Радио, 1968,№4.
Ринский В. Магнитометр. Радио, 1970,№9.

Читайте также:
Индикатор электростатического поля
Полезная электроника

Магнитный детектор | Мастер-класс своими руками

Очень часто, при построении различных электрических генераторов или двигателей, требуется определить полюс магнита. Почти каждый человек, из школьных уроков по физике, знает, что магнит имеет два полюса: северный (обозначается синим цветом буквой «N») и южный (обозначается красным цветом и буквой «S»).
Этот простой электронный детектор поможет вам определить название полюса магнита. Для его не постройки вам не понадобиться дефицитных деталей и компонентов.
В качестве датчика в детекторе применен датчик Холла, который можно выпаять из старого кулера от компьютера. Благо, такого «добра» сейчас у всех навалом.
Как известно, компьютерные вентиляторы имеют в своем составе бесщеточный двигатель. Который состоит из двух обмоток на якоре и коммутирующего элемента – датчика Холла. Этот датчик переключает обмотки в зависимости от положения подвижного магнитного кольца, расположенного в крыльчатке.

Схема вентилятора

Этот элемент имеет четыре вывода. Два это питание, и два выхода, на которых находиться питание в зависимости от магнитного поля. То есть, уровень питания может находиться только на одном из выводов.

Схема магнитного детектора

За место обмоток мы подключим разноцветные светодиоды, через ограничивающий резистор. Питать всю схему будем от батарейки 3 Вольта типа «таблетка».
Схему соберем на макетной плате. Выведем датчик немного на выводах.

Проверяем. Единственным минусом этого датчика является то, что уровень всегда присутствует на одном из выводов, вне зависимости от наличия магнитного поля. Поэтому я добавил кнопку питания, для коммутации схемы с источником. В итоге работает так: поднес к магниту, нажал кнопку – загорелся светодиод обозначающий поле, все – кнопку можно отпустить.

Я засунул плату в корпус от плоского маркера. Получилось все очень красиво. В итоге я стал обладателем такого карманного индикатора магнитного поля. В хозяйстве сгодиться.

Магнитный детектор для определения магнитного полюса может найти и другое применение в быту или на производстве, так что вещь вполне нужная.

Смотрите видео сборки и испытания магнитного датчика

NM0402 — Индикатор электромагнитного излучения

NM0402 — Индикатор электромагнитного излучения — набор для пайки купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

У нас Вы можете купить Мастер Кит NM0402 — Индикатор электромагнитного излучения — набор для пайки: цена, фото, DIY, своими руками, технические характеристики и комплектация, отзывы, обзор, инструкция, драйвер, программы, схема

Мастер Кит, NM0402, Индикатор электромагнитного излучения — набор для пайки, цена, описание, фото, купить, DIY, своими руками, отзывы, обзор, инструкция, доставка, драйвер, программы, схема

https://masterkit.ru/shop/2585717

Радиоконструктор предназначен для детей старшего школьного возраста, а так же радиолюбителей любой квалификации.

Данный индикатор ЭМИ может быть использован для поиска радиозакладок, настройки радиопередатчиков и радиостанций. Удобная шкала из 10 светодиодов с двумя вариантами индикации позволит быстро оценить уровень излучения источником. В комплекте клеммная колодка для питания устройства от батареи типа «Крона».

Монтаж индикатора выполняется на печатной плате. Время сборки около 2 часов.

Есть в наличии

Как получить:

Стоимость и варианты доставки будут рассчитаны в корзине

Купить оптом
570
+ 29 бонусов на счет
В корзину
в корзине 0 шт.
В избранное
Радиоконструктор предназначен для детей старшего школьного возраста, а так же радиолюбителей любой квалификации.
Данный индикатор ЭМИ может быть использован для поиска радиозакладок, настройки радиопередатчиков и радиостанций. Удобная шкала из 10 светодиодов с двумя вариантами индикации позволит быстро оценить уровень излучения источником. В комплекте клеммная колодка для питания устройства от батареи типа «Крона».
Монтаж индикатора выполняется на печатной плате. Время сборки около 2 часов.
Технические характеристики
Напряжение питания, В 9
Макс. потребляемый ток, мА 20
Чувствительность, мкВ 5…7
Диапазон рабочих частот, МГц 0,1…700
Габритные размеры, ДxШxВ, мм 80x33x20
Дополнительная информация
Описание принципиальной схемы
Индикатор электромагнитного излучения (ЭМИ) регистрирует и измеряет уровень электромагнитных волн в диапазоне 0,1-700МГц. Индикатор состоит из приемного блока на транзисторе VT1, детектора на диодах VD1…VD4, усилителя напряжения на микросхеме DA1 и блока индикации на микросхеме DA2. Входной сигнал через антенну WA1 поступает на усилитель на транзисторе VT1, после чего проходит через балансный детектор VD1…VD4, вызывая разбалансировку моста и появление на входе операционного усилителя напряжения, пропорционального по величине входному. Напряжение усиливается операционным усилителем и поступает на вход блока индикации DA2, который включает соответствующее количество светодиодов. Питается индикатор от батареи «Крона», либо от любого стабилизированного источника питания напряжением 9В.
Схемы
Монтажная схема
Принципиальная схема
Что потребуется для сборки
Паяльник, мощностью не более 40 Вт
Бокорезы или кусачки
Отвертка
Пинцет
Техническое обслуживание
Время контакта жала паяльника и выводов полупроводниковых компонентов не должно превышать 5 секунд. В противном случае возможен перегрев микросхемы или транзистора и выход их из строя. Если у вас нет опыта монтажа подобных компонентов, можно использовать пинцет в качестве теплоотвода. Прихватите пинцетом соответствующий вывод у основания корпуса микросхемы, после чего произведите пайку вывода.
Производитель оставляет за собой право изменять внешний вид, комплектацию, конструкцию и параметры, не изменяющие технические характеристики товара.
С этим товаром покупают Copyright www.maxx-marketing.net
Детектор электромагнитного излучения своими руками схема. Самодельный измеритель свч-излучения. Индикатор низкочастотных полей
Вас достала слишком громкая музыка соседей или просто хотите сделать какой-нибудь интересный электротехнический прибор самостоятельно? Тогда можете попробовать собрать простой и компактный генератор электромагнитных импульсов, который способен выводить из строя электронные устройства поблизости.
Генератор ЭМИ, представляет собой устройство, способное генерировать кратковременное электромагнитное возмущение, которое излучается наружу от своего эпицентра, нарушая при этом работу электронных приборов. Некоторые всплески ЭМИ встречаются в природе, например, в виде электростатического разряда. Также существуют искусственные всплески ЭМИ, к таким можно отнести ядерный электромагнитный импульс.
В данном материале будет показано, как собрать элементарный генератор ЭМИ, используя обычно доступные элементы: паяльник, припой, одноразовый фотоаппарат, \кнопка-переключатель, изолированный толстый медный кабель, проволока с эмалированным покрытием, и сильноточный фиксируемый переключатель. Представленный генератор будет не слишком сильным по мощности, поэтому у него может не получиться вывести из строя серьезную технику, но на простые электроприборы он повлиять в состоянии, поэтому данный проект следует рассматривать как учебный для новичков в электротехнике.
Итак, во-первых, нужно взять одноразовый фотоаппарат, например, Kodak. Далее нужно вскрыть его. Откройте корпус и найдите большой электролитический конденсатор. Делайте это в резиновых диэлектрических перчатках, чтобы не получить удар током при разряде конденсатора. При полной зарядке на нем может быть до 330 В. Проверьте вольтметром напряжение на нем. Если заряд еще имеется, то снимите его, замкнув выводы конденсатора отверткой. Будьте осторожны, при замыкании появится вспышка с характерным хлопком. Разрядив конденсатор, вытащите печатную плату, на которой он установлен, и найдите маленькую кнопку включения/выключения. Отпаяйте ее, а на ее место запаяйте свою кнопку-переключатель.
Припаяйте два изолированных медных кабеля к двум контактам конденсатора. Один конец этого кабеля подключите к сильноточному переключателю. Другой конец оставьте пока свободным.
Теперь нужно намотать нагрузочную катушку. Оберните проволоку с эмаль-покрытием от 7 до 15 раз вокруг круглого объекта диаметром 5 сантиметров. Сформировав катушку, оберните ее клейкой лентой для большей безопасности при ее эксплуатации, но оставьте два выступающих провода для подключения к клеммам. Используйте наждачную бумагу или острое лезвие, чтобы удалить эмалевое покрытие с концов проволоки. Один конец соедините с выводом конденсатора, а другой с сильноточным переключателем.
Теперь можно сказать, что простейший генератор электромагнитных импульсов готов. Чтобы зарядить его, просто подключите батарею к соответствующим контактам на печатной плате с конденсатором. Поднесите к катушке какое-нибудь портативное электронное устройство, которое не жалко, и нажмите переключатель.
Помните, что не стоит удерживать нажатой кнопку заряда при генерации ЭМИ, иначе вы можете повредить цепь.
Подборка схем и конструкций самодельных детекторов жучков для поиска радиозакладок. Обычно, радио подслушивающие схемы радиозакладок работают на частоте в диапазоне 30…500 МГц и имеют очень низкую мощность передатчика около 5 мВт. Порой, жучек работает в в ждущем режиме и активизируются только при появлении шума в контролируемом помещении.
В этой статье рассмотрен детектор жучков схема для поиска подслушивающих устройств. Схема детектора жучков обычно представляет из себя мостовой детектор высокочастотного напряжения, работающий в огромном диапазоне частот.

Детектор жучков. Простая схема детектора напряженности
Это простая схема прекрасно ловит радио-жучков, но только в частотном диапазоне до 500 МГц, что является существенным минусом. Антенна детектора напряженности выполнена из штыря полуметровой длины диаметром не более 5 мм и изолированного снаружи. Далее сигнал детектируется германиевым диодом VD1, и усиливается транзисторами VT1, VT2). Усиленный УПТ сигнал проходит на пороговое устройство (DD1.1) и звуковой генератор выполненный на элементах DD1.2 — DD1.4, который нагружен на пьезоизлучатель. В качестве индуктивности L1 используется низкочастотный дроссель на ферритовом кольце 2000НМ, содержащий 200 витков провода ПЭЛ 0,1.
Еще одно простое самодельное устройство для поиска радиозакладок, приводится на схеме на рисунке чуть выше. Это широкополосный мостовой детектор высоко частотного напряжения, работающий в диапазоне от 1…200 МГц и дает возможность найти «жучки» на расстоянии от 0,5 до 1 м.
Для увеличения чувствительности используется проверенный способ измерения малых переменных напряжений с помощью сбалансированного диодно-резистивного моста.
Диоды VD5, VD6 предназначены для обеспечения термостабилизации работы схемы. Трехуровневые компараторы, выполненные на элементах D1.2…D1.4 и к их выходам подсоединены светодиоды, которые используются в качестве индикатора. В качестве стабилизатора напряжения на 1,4 вольта, используются диоды VD1, VD2. Работать с устройством не очень просто и требуются практические навыки, так как схема может реагировать на некоторую бытовую технику, телевизоры и компьютеры.
Для того, чтоб упростить процесс выявления радиозакладок можно применить сменные антенны разной длины, от которых будет меняться чувствительность схемы
При первом включение прибора, нужно резистором R2 добиться свечения светодиода HL3. Это будет уровень начальной чувствительности относительно фона. Затем если мы приблизим антенну к источнику радиосигнала должны загораться и другие светодиоды в зависимости от уровня амплитуды радиосигнала.
Резистором R9 настраивают пороговый уровень чувствительности компараторов. Питается схема от девяти вольтовой батарейки, до тех пор пока она не разрядится до 6 вольт
Резисторы R2 можно взять СПЗ-36 или другие многооборотные, R9 СПЗ-19а, остальные любые; конденсаторы С1…С4 К10-17;.
Светодиоды можно использовать также любые, но с малым током потребления. Конструкция схемы зависит только от вашего воображения
Во время работы любой радио жучек излучает радиоволны, которые фиксируются антенной детектора и попадают на базу первого транзистора через высокочастотный фильтр, который выполнен на конденсаторах C1, C2 и сопротивление R1.
Отфильтрованный сигнал усиливается биполярным транзистором VT1 и через емкость C5 идет на высокочастотный первый диод. Переменное сопротивление R11 регулирует долю сигнала на диоде поступающего на операционный усилитель DD1.3. Он обладает высоким коэффициент усиления, который задается C9, R13, R17.
Если сигнал от радиозакладок отсутствует на антенне, то уровень сигнала на первом выходе ОУ DD1.3 стремится к нулю. Когда возникнет радиоизлучение усиленный сигнал с этого выхода, попадет на генератор звуковой частоты управляемый напряжением, собранный на элементах DD1.2., DD1.4 микросхемы МС3403P и третьем транзисторе. С выхода генератора импульсы усиливаются вторым транзистором и поступают на динамик.
Детектор жучков на десяти светодиодах
Основой детектора электромагнитного поля слудит микросхема LM3914, которая имеет в своем внутреннем составе десять компараторов и соответственно, столько же выходов для подсоединения светодиодов. Один из выводов каждого компаратора соединен с входом через усилитель сигнала, другой вывод подключен к резистивному делителю в точке соответствующей заданному уровню индикации.
Начало и конец резистивного делителя подключены к выводам 4 и 6. Четвертый подключен к отрицательному полюсу источника, для того чтобы обеспечивать индикацию напряжения с нуля. Шестой подсоединен к выходу опорного напряжения 1,25 вольт. Такое подключение говорит о том, что первый светодиод будет гореть при уровне напряжения 1,25 вольт. Таким образом, шаг между светодиодами будет равен 0,125.
Схема работает в режиме «Точка», то есть определенному уровню напряжения соответствует свечение одногосветодиода. Если же этот контакт подключить к плюсу источника питания, то индикация будет осуществлятся в режиме «Столбик», будет светиться светодиод заданного уровня и все ниже. Изменяя значение R1 можно регулировать чувствительность детектора. В качестве антенны можно взять кусок медной проволоки.
Часто возникает необходимость произвести простейшую проверку исправности передатчика RC, исправен ли он и его антенна, излучает ли передатчик в эфир электромагнитные волны. В этом случае большую помощь окажет простейший индикатор электромагнитного поля. С его помощью можно проверить работу выходного каскада любого передатчика используемого в моделизме в диапазоне от нескольких МГц и до 2,5 ГГц. Им можно так же проверить работу сотового телефона на передачу.
В основе приборчика применён детектор с удвоением напряжения на СВЧ диодах типа КД514 советского производства. Принцип работы понятен из принципиальной схемы. К точке соединения диодов подключается антенна длиной 20…..25 см из проволоки диам. 1…..2 мм. К диодам подключен фильтрующий конденсатор (трубчатый, керамический) емкостью примерно 2200 пкФ. Диоды с конденсатором подпаиваются к клеммам микроамперметра, который является прибором индикации наличия электромагнитного поля. Катод правого по схеме диода подпаивается к клемме «+» , а анод левого по схеме диода подпаивается к клемме «-«. Антенна индикатора может располагаться на расстоянии от нескольких сантиметров (передатчик на 2,4 ГГц или сотовый телефон) до 1 метра,
если передатчик работает в диапазоне 27………40 Мгц. Такие передатчики имеют телескопическую антенну.
Все детали расположены на кусочке текстолита. Фильтрующий конденсатор расположен снизу платки и его на фото не видно.
Принципиальная схема
Фотографии.

Предлагаю рассмотреть простую и легкую в изготовлении схему «детектора жучков» (любого источника электромагнитного поля). Которую я собрал, считаю что ничего сложного он не представляет и доступно даже начинающему радиолюбителю. Легко и просто.
В качестве дросселя L1 и L2 использованы ДПМ-1 на 200мкГн. Кондесатор С1 68 нФ, можно заменить на подстроечный конденсатор. ГД507А — высокочастотный диод с максимальной частой до 900 МГц. Для измерения более высоких частот — необходимо использовать СВЧ-диоды
Индикатор представляет собой панель из фольганированного текстолита размерами 24×5см. Схема не требует именно такого конструктивного решения — возможно использвать антенны «УСЫ» и пр. Размер антенны зависит от длины замеряемой волны.
Измерения проводились мультиметром М300 в режиме милливольтметра. Основное преимущество — широкий диапазон измерении. Начиная с 0 до 5В.
В основном измерения не выходят за 200-300 мВ. На фото произведено измерения БП (от точки доступа Wi-Fi) — напряжение 1,1В. Максимально зафиксированное значение очень большое — 4,5В, магнитное поле достаточно высокое, но из-за низкой частоты поля в 15-20 см от устройства значение близко к 0.
Поиск устройств излучающих высокочастотное излучение к примеру подслушивающих устройств (жучки, микрофоны) достаточно прост. Индикатор легко и уверенно определяет направление с которого идет излучение. Источник обнаруживается с расстояния 3-5м, даже это если обычный сотовый телефон. Увеличение показания прибора говорит о верности направления поиска. Чаще на верхних этажах дома в квартире присутвует электромагнитный «фон». Такая напряженность электромагнитного поля видимо обусловено мощными источниками излучения в радиусе нескольких сотен метров: базы сотовых операторов.
Индикатор не имеет своего усилителя, поэтому результат зависит от того какая конструкция антенны была выбрана. Конденсатор С1 — реактивное сопративление, который «режет» частоты и позволяет настроить индикатор на определенный диапазон. Точная настройка не производилось из-за отсуствия эталлоного генератора частоты, хорошего частометра.
Произведено лужение припоем. Это совсем не обязательно. В принципе после травления платы требуется тщательная промывка и просушка.
В качестве аналога который может быть использован вместо диода D1 ГД507А, рекомендую использовать КД922Б с максимальной частотой 1ГГц. По характеристикам при средних частотах до 400МГц, КД922Б превосходит германиевый аналог в два раза. Также при тестовых иземерниях с радиостанции 150МГц мощностью 5Вт, было получено 4.5В пикового напряжения с ГД507А, а с помощью КД922Б получена мощность в 3 раза выше.
При измерениях более низких частот (27МГц) существенных различий между диодами не наблюдается. Индикатор хорошо подходит для налаживания передающей аппаратуры, высокочастотных генераторов. Индикатор не позволяет определить частоту, искажения или возникающие гармоники передатчика, но думаю ничего не мешает доработать схему, усилить сигнал — подключить приемник и осциллограф.
Сделай сам гауссметр с цифровым дисплеем
LabdeSyn собрал гаусс-метр для обнаружения магнитных полей. и указание полярности поля. Также есть цифровой дисплей. который показывает относительную плотность потока. Схема и детали для сделать свои собственные ниже.
Обнаружение южного полюса магнита.
Обнаружение северного полюса на iMac.
Хотя он отображает относительное значение, а не фактическое значение в гауссах, детали для преобразования в Гаусс и Тесла приведены ниже. Проект будет заключаться в добавлении необходимой электроники для отображения этих значений. Сообщите нам, если вы это сделаете и мы можем разместить об этом страницу. РЕДАКТИРОВАТЬ: И кто-то сделал именно это! Ты можешь см. расширенную версию здесь, а также возможность измерения нескольких диапазоны.
Ниже приводится подробный отчет LabdeSyn. Наша благодарность ему за поделитесь этим с нами.
Всем нравятся магниты. Играя с невидимой магической силой постоянные магниты для всех возрастов.
Возня с катушками, реле и многими другими магнитными устройствами. иногда инструмент для измерения плотности магнитного поля и севера и юга Обнаружение полюса.
С помощью гауссметра вы можете измерить магнитное поле.Гаусс и Тесла разные единицы для «плотности магнитного потока» или «магнитной индукции».
В этом проекте показан простой, чувствительный и надежный счетчик с Отображение Север-Южный полюс. В магазине вы платите около 120 долларов за хороший гаусс-метр. Немногочисленные компоненты для этого проекта стоят около 10 долларов.
Я действительно удивлен производительностью этого устройства. Любой может Постройте этот инструмент, удобный инструмент для домашнего творчества.Смотри видео, чтобы увидеть, как это работает.

Функции:
Высокая чувствительность ~ 3 мВ / G
Вольтметр с цифровым дисплеем
Светодиодный индикатор Север-Южный полюс
Съемный алюминиевый сенсорный зонд
Простой дизайн, простота сборки
Дешево, комплектующие около 10 долларов
Схема
Схема гауссметра и детали датчика Холла.
Внутри корпуса гауссметра.
За дисплеем.
Схема построена на небольшом куске печатной платы.
Всего четыре основных компонента:
регулятор напряжения (LM7805),
Ратиометрический датчик на линейном эффекте Холла (SS495A от Honeywell),
цифровой мини-вольтметр
оконный компаратор (LM339).
Устройство питается от аккумулятора 9 В. Стабилизатор напряжения составляет 5В для датчик Холла. Выход датчика Холла подключен к цифровому вольтметр и оконный компаратор. Эта последняя цепь построена вокруг двух 4 затвора LM339 для включения / выключения светодиодов на северном или южном полюсе. Там есть только одна уставка для чувствительности светодиода между севером (красный светодиод) и Юг (зеленый светодиод).
Единственное, что нужно сделать, это составить таблицу с числами пересчета. между напряжением и единицами гаусса или тесла.Вольтметр показывает нормально 2,5В (нулевая точка). При более высокой плотности северного полюса вольт метр идет от 2,5В до 0В, а для Южного полюса от 2,5В до 5В. Коэффициент преобразования: 1 В составляет 1300 гаусс, а 1 гаусс = 0,0001 тесла или 1 тесла. = 10 000 гаусс. ОК!
Заключение
Проверка компасом.
Показывает гибкость гаусс-метра.
Гауссметр, обнаруживающий северный полюс.
Создание чувствительного, надежного и дешевого гаусс-метра — простая задача. Когда все компоненты подключены правильно, счетчик работает нормально отлично. Есть только один потенциометр для обрезки светодиода N / S. чувствительность.
Создавать красивое жилье — решать вам.Я выбрал металлическую мятную коробку и положил вольтметр в небольшой пластиковой коробке дисплея сверху. Северный полюс Светодиоды также находятся внутри дисплея. Датчик находится сверху небольшого алюминиевая трубка на расстоянии от железного ящика. Избегайте железа рядом с датчиком Холла, так как он может повлиять на измерение.
Когда я проверил экран своего iMac, я обнаружил 22 магнитных поля. Время для защиты от железа?
У вас есть проект, которым вы хотели бы поделиться на Rimstar?орг тоже? Добро пожаловать. Нажмите подробности здесь.
Создайте свой собственный магнитометр | Журнал Nuts & Volts
Магнитометр — один из самых изящных устройств, которые стали возможны благодаря современной технологии ИС. Менее чем за 25 долларов вы можете сконструировать забавный и надежный инструмент для измерения магнитных полей (статических или переменных), создаваемых токами, постоянными магнитами, кусками железа или самой Землей.Если вы увлекались или когда-либо увлекались магнитами, этот инструмент для вас!
У вас может быть смартфон со встроенным компасом, который можно использовать в качестве датчика магнитного поля (при условии, что вы знаете, на каком конце телефона находится датчик и какова его внутренняя ориентация), но эти устройства, хотя и чувствительные, обычно будут перегружены. при напряженности поля намного выше земной. Эти поля меняются в зависимости от положения, но обычно составляют около 0,5 Гаусса или 50 микротесла. Если вы хотите измерить силу даже небольшого магнита, телефон может оказаться бесполезным.
Allegro Microsystems ( www.allegromicro.com ) производит широкий спектр датчиков Холла, которые можно использовать для обнаружения магнитных полей. Если вы помните вводную физику, вы можете вспомнить только, что эффект Холла — это окончательный способ определить, вызван ли ток потоком положительных зарядов в одном направлении или отрицательных зарядов в другом (как оказывается, если вы работает с твердым телом, это отрицательные заряды). Эти устройства можно приобрести в трехконтактных одинарных корпусах (SIP), которые очень похожи на транзисторы TO-92.Для этого проекта с ними намного проще работать, чем с трехконтактным форм-фактором SOT23-W.
РИСУНОК 1. Для нашего магнитометра мы склеим два таких чипа вплотную друг к другу, и вместо того, чтобы измерять их выходы относительно земли, мы будем измерять разность потенциалов между двумя выходами. Поскольку они ориентированы в противоположных направлениях, это означает, что приближающийся южный полюс вызовет повышение сигнала ближайшего чипа выше 2,5 В, в то время как сигнал заднего чипа упадет ниже 2.5В. Измерение разницы между ними дает нам два преимущества. Во-первых, мы удвоили чувствительность устройства по сравнению с одиночным чипом. Во-вторых, что более важно, наш базовый сигнал отсутствия поля теперь будет на уровне или около нуля вольт, а не на уровне 2,5 В или около него, что означает, что мы можем использовать более чувствительный диапазон на вольтметре. Если вы купите несколько таких чипов, вы можете сопоставить два, запитав их все одновременно на макетной плате и ища два с одинаковым выходом.
На рынке существует множество разновидностей этих микросхем Холла.То, что вам понадобится, обычно называют линейным датчиком на эффекте Холла. Это отличается от бинарного устройства, известного как фиксирующий чип, который будет включаться полем, превышающим некоторую напряженность, и не выключается, пока к нему не будет приложено противоположно направленное поле некоторой силы. Я использую A1321, который сейчас трудно найти, но вы можете заменить его на A1301, A1302, A1324-1326 или любой другой линейный чип Холла (хотя я добился большего успеха с Allegro, чем с некоторыми другими производителями).
РИСУНОК 2. Поскольку все они имеют одинаковую ориентацию, все питаются от одного источника и очень близки друг к другу, в идеале все они должны читать одинаково. На самом деле между чипом есть небольшие различия. Вы можете просто переместиться вниз по ряду микросхем, записать их фактическое выходное напряжение, а затем выбрать два, которые наиболее близки к равным. Как только вы найдете два подходящих, вы склеиваете их вплотную друг к другу и получаете показанный пакет. (Кстати, вы могли бы приклеить их лицом к спине, чтобы они смотрели одинаково.Если вы это сделаете, разница в выходных сигналах теперь будет представлять градиент магнитного поля. Вместо того, чтобы говорить вам, насколько сильно поле, он скажет вам, насколько оно изменяется на этом крошечном расстоянии в миллиметр или два. Если вы решите построить один из них, вы можете поставить разделитель между двумя чипами, чтобы они находились на расстоянии примерно сантиметра друг от друга.)
Эти микросхемы имеют максимально простую конструкцию; при считывании чисел на микросхеме левая нога — это входящая мощность (+ 5 В), средняя нога — это земля, а правая нога — аналоговое напряжение, которое находится в диапазоне от нуля до напряжения питания.Когда нет значительного внешнего поля и микросхема питается от источника питания 5 В, на выходе будет 2,5 В. Для A1321 перемещение северного полюса к лицу уменьшит это значение, а перемещение южного полюса к нему увеличит его. Чувствительность A1321 составляет 5 мВ на Гаусс.
Теперь шестиногий корпус можно удобно подключить к более крупным разъемам, с которыми легче работать, используя обычный телефонный шнур. Однако для этого вам не понадобится шестипроводной шнур; более обычного четырехпроводного достаточно.Сначала отрежьте один из концов модульной вилки от шнура и зачистите его так, чтобы у вас была вилка на одном конце и четыре свободных провода на другом.
РИСУНОК 3. По моему опыту, саморегулирующийся инструмент для зачистки проводов — идеальный инструмент для телефонных линий.
Теперь самое время проверить целостность цепи между оголенными телефонными проводами и клеммами на самой телефонной розетке. Может показаться очевидным, что красный провод будет подключен к красной клемме, но все четырехлинейные телефонные шнуры не одинаковы.В некоторых из них вы обнаружите, что красный и зеленый (например) поменялись местами, и это, конечно, изменит способ подключения.
РИСУНОК 4A.
РИСУНОК 4B.
РИСУНОК 5. Процесс подключения, вероятно, соответствует вашим ожиданиям: пайка и термоусадка. Того, что это нужно делать в определенном порядке, нельзя ожидать. Сначала подключите один из телефонных проводов (я использовал черный) к двум контактам заземления, которые расположены друг над другом, поскольку оба находятся в центре.Убедитесь, что после пайки вы полностью сдвинули термоусадочную пленку вверх по микросхемам Холла. Затем подключите каждую из сигнальных ножек (помните, что сигнальная ножка от каждой микросхемы — правая, если вы смотрите на циферблат) к собственному телефонному проводу (я использовал для этого зеленый и желтый). Здесь порядок не важен — просто спаяйте их и снова нанесите термоусадку до упора. Причина начала с земли, затем сигналов, затем мощности теперь очевидна. Две силовые опоры находятся на противоположных концах этого шестиногого пакета.Вам нужно будет как бы изогнуть один пакет вокруг всего пакета, чтобы достать до другого, а затем подключить пару к вашей последней оставшейся телефонной линии (красный, в моем случае). Вы не можете использовать для этого обычную маленькую термоусадку, потому что она сведет две противоположные ножки так плотно, что они сломаются. К счастью, все остальное уже покрыто, так что этого не должно быть. Вы можете использовать один большой кусок термоусадки, который покрывает весь зонд, как показано на Рисунке 5.
После успешного подключения микросхемы Холла к телефонному проводу и установки термоусадки пора приступить к работе с другим концом.По сути, вам нужен блок питания на пять вольт, поскольку батареи на девять вольт достаточно, чтобы убить микросхемы Холла. Можно использовать простой трехконтактный стабилизатор напряжения 7805 в корпусе ТО-220. С ним легко работать, и в нем уже есть отверстие, чтобы вы могли прикрепить его к лицевой панели, удерживающей телефонный разъем. Если смотреть на пронумерованную лицевую панель 7805, входное напряжение (девять вольт) подключено к крайнему левому контакту, средний контакт подключен к земле, а правый контакт — это выход в пять вольт, который будет поступать на соответствующий цветной телефонный терминал. блок (красный, в моем случае).
РИСУНОК 6. Теперь нам нужно просверлить несколько отверстий в лицевой панели. Вы будете использовать две маленькие гайки и болты, чтобы прикрепить 7805 и держатель батареи к лицевой панели, так что им понадобятся отверстия. Вам также понадобятся четыре отверстия, чтобы прикрепить лицевую панель к распределительной коробке. Вам понадобится еще один для светодиода питания, и если вы купили разъем только для телефона, а не комбинированный разъем для телефона / кабеля, показанный здесь, вам придется просверлить большое отверстие, чтобы провода аллигатора могли проходить изнутри в за пределами.Простое откручивание кабельного разъема дает готовое отверстие в этом комбинированном разъеме.
Вам нужен какой-то выключатель питания, чтобы включать и выключать его; обычный выключатель света трудно превзойти по цене, и с ним легко работать. Положительная сторона зажима аккумулятора входит в одну из клемм переключателя, а другая клемма подключается к левой стороне 7805. Наконец, мы можем добавить светодиод, чтобы сделать включение и выключение более очевидным.
РИСУНОК 7. Когда вы проделали отверстия, вы можете приклеить светодиод на место и прикрепить держатель батареи. Вы можете прикрутить 7805 вниз для процесса пайки, но было бы неплохо открутить его и снять с лицевой панели, когда вы используете тепловую пушку для сжатия термоусадочной трубки над паяными соединениями. Если вы не будете осторожны, перегретый воздух от теплового пистолета быстро деформирует лицевую панель.
Светодиод должен быть подключен к резистору с сопротивлением от нескольких сотен до тысячи Ом.Чем меньше резистор, тем ярче светодиод. Неважно, подключаете ли вы резистор к положительной или отрицательной ножке светодиода. Предполагая, что вы выбрали положительную ногу, вам нужно подключить свободный конец резистора либо к клемме переключателя света (НЕ той, к которой подключен аккумулятор, иначе вы никогда не выключите светодиод!), Либо к пяти вольту. телефонный терминал. Отрицательный конец светодиода необходимо заземлить.
РИСУНОК 8. Напомним, что ваши соединения на клеммной колодке телефона следующие: На красной клемме у нас есть выход 7805 и положительный полюс пары светодиод-резистор.На черной клемме у нас есть заземление 7805, черный провод от зажима батареи на девять вольт и сторона заземления пары светодиод-резистор. К двум другим клеммам (зеленому и желтому) все, что вам нужно для подключения, — это два провода с зажимом типа «крокодил». В конечном итоге они будут прикреплены к щупам вашего вольтметра. Вероятно, вам следует соединить их вместе, используя длинный кусок термоусадки, который перекрывает отверстие в коробке. Это немного ослабит натяжение кабеля и снизит вероятность того, что кабели из крокодиловой кожи выйдет из строя при нормальном использовании.
Еще несколько вещей, о которых следует знать:
Тепловой пистолет нельзя держать близко к телефонной розетке, выключателю света, лицевой панели и т. Д. В течение длительного времени, иначе они могут деформироваться.
Ножки двойного чипа Холла могут сломаться, если вы не будете осторожны — они не предназначены для многократного сгибания вперед и назад под большими углами и скоро сломаются.
Возможно, вам будет полезно при тестировании вашей работы разрезать другой кабель тестового провода пополам и использовать одну из половин для вывода заземляющего соединения за пределы электрической коробки.Наконец, в это трудно поверить, но за те годы, что я помог десяткам студентов построить их, неоднократно возникал один сбой: телефонный провод будет выглядеть так, как будто он правильно подключен, но вы должны вставлять его, пока он не щелкнет. быть уверенным.
Создав магнитометр, вы можете использовать его для различных измерений. Вы обнаружите, что черные металлы, которые вы не намагничивали, по-прежнему будут подавать сигнал, если поднести их к зонду. Конечно, это не очень точный компас, но вы, вероятно, сможете найти общее направление магнитного севера.
РИСУНОК 9. Готовый продукт. Обратите внимание, что двух показанных небольших магнитов из неодима-железа-бора (NdFeB) достаточно, чтобы довести микросхемы до предела примерно в пять вольт. Если перевернуть их, вы получите примерно минус пять вольт.
Для этого нужен только дешевый операционный усилитель LM358 и полдюжины резисторов. Два зеленых провода с левой стороны схемы нужно подключить к вольтметру. Два белых провода с правой стороны должны быть подключены к выходам вашего магнитометра.В некоторых случаях выигрыш будет слишком большим. Вы можете уменьшить размер более крупных резисторов (здесь показано как 100 кОм) и / или увеличить размер меньших (здесь 1 кОм). Он может питаться от отдельной батареи 9 В. В этом случае стабилизатор напряжения не требуется.
РИСУНОК 10. Если вы хотите усилить свои сигналы, вы можете использовать эту диаграмму.
РИСУНОК 11. Схема магнитометра на макетной плате.
Если ваш вольтметр настроен на переменный ток, вы можете измерять магнитные поля, создаваемые электрическими приборами. Главное здесь — разделить удлинитель так, чтобы два провода не лежали рядом. Если это так, то противоположные токи будут создавать магнитные поля, которые имеют тенденцию гасить друг друга, и обнаружить что-либо будет сложно.
После того, как вы построите этот магнитометр, вы можете быть удивлены его применением. Все, что создает магнитное поле, является справедливой целью, и чипы Холла реагируют на изменение поля намного быстрее, чем механические детекторы, такие как герконы.Это означает, что их также можно использовать в качестве датчиков вращения при размещении рядом с краем шестерни. Поле, когда зуб находится непосредственно под чипом Холла, будет отличаться от поля, когда промежуток между зубьями находится прямо под ним. Таким образом, вы можете создать сигнал, соответствующий вращению колеса.
Вы можете обнаружить, что удивительное количество ваших проектов датчиков может быть выполнено с помощью некоторых магнитов и этого детектора. Если вы создадите один и придумаете для него отличное приложение, обязательно дайте мне знать! NV
Список деталей
ОПИСАНИЕ ЧАСТЬ № ПОСТАВЩИК КОЛ-ВО
Электрический блок с двумя бандажами 70974 Lowes.ком 1
Однополюсный выключатель света 83080 Lowes.com 1
Комбинированный разъем для кабеля / телефона 169763 Lowes.com 1
Комбинированная настенная пластина из нейлона 89198 Lowes.com 1
Упаковка 4-40 x 1/2 «Крепежные винты 491275 Lowes.ком 1
7 ‘телефонный шнур 303008 Lowes.com 1
Ассортимент термоусадочных трубок 16481 HS Mpja.com 1
Испытательные провода с зажимом типа «крокодил» 16435 TE Mpja.com 1
Зеленый 5 мм светодиод 15110 ОП Мпя.ком 1
Allegro 1325 чипы LUA Hall 89T7955 Newark.com 2
Зажим аккумулятора 9 В 94F1482 Newark.com 1
Разъем аккумулятора 9 В с защелкой 31M0724 Newark.com 1
7805 Регулятор напряжения 69R5614 Ньюарк.ком 1
Резистор 1000 Вт 60R3433 Newark.com 1
Создать магнитометр | Национальное географическое общество
1. Подготовьте емкость магнитометра.
По мере работы обращайтесь к пошаговой иллюстрации «Магнитометр», на которой показано, как построить магнитометр. Убедитесь, что стеклянная банка чистая, сухая и без этикеток.Ножницами проделайте небольшое отверстие в центре крышки банки. Он должен быть достаточно большим, чтобы позволить вам пропустить строку. Заполните дно банки на 1/4 песком, чтобы она не опрокинулась. Примечание. Если вы решили использовать 2-литровую пластиковую бутылку из-под газировки вместо стеклянной банки, аккуратно обрежьте бутылку примерно на 1/3 от горлышка бутылки. Это позволит вам собрать магнитометр внутри бутылки. Перед шагом 7 используйте прозрачную ленту, чтобы снова соединить верхнюю и нижнюю части бутылки.
2. Подготовьте учетную карточку.
Измерьте диаметр банки и вычтите 4 сантиметра, чтобы учетная карточка не касалась сторон. Затем отрежьте учетную карточку так, чтобы она поместилась внутри банки, не касаясь стенок.
3. Приклейте маленькое ремесленное зеркало к учетной карточке.
Поместите линейку из правого верхнего угла карточки в нижний левый угол так, чтобы край линейки совпадал с обоими углами. Проведите линию по краю линейки.Поместите линейку из верхнего левого угла в нижний правый угол. Проведите линию по краю линейки. Расположение центра карты — это место пересечения линий. Приклейте маленькое зеркало для поделок в центр открытки.

4. Приклейте стержневой магнит к учетной карточке.
Найдите середину верха учетной карточки, измерив верхний край карточки и разделив полученное значение пополам. Отметьте это карандашом. Приклейте небольшой стержневой магнит к карточке так, чтобы центр длины магнита находился на центральной отметке на карточке.Стержневой магнит должен совпадать с верхней частью карты и не должен касаться зеркала. Расположение магнита на карте очень важно и должно быть на одном уровне с верхом карты.

5. Приклейте соломинку к учётной карточке и магниту.
Отмерьте и отрежьте кусок пластиковой соломки длиной 2,5 см и приклейте соломинку к верхней части открытки и магнита. Верх карты и магнит должны быть выровнены равномерно, чтобы соломинка располагалась поверх карты и магнита.Соломинка не должна позволять видеть карту или магнит в том месте, где она находится. Соломинка — это ваш проводник для веревки, позволяющий удерживать магнит и зеркало в горизонтальном положении.
6. Повесьте стержневой магнит / учетную карточку в банку.
Пропустите нить через соломинку и свяжите в треугольник со сторонами 5 см. Проденьте другой конец нити через верх бутылки, а затем через крышку банки. Убедитесь, что магнит / учетная карточка свободно висит ниже разреза на бутылке.Приклейте нить к крышке скотчем.

7. Создайте контрольную точку.
По возможности установите магнитометр в месте, где его не будут беспокоить. Поместите бутылку на плоскую поверхность и наведите лазерный указатель так, чтобы отраженное пятно показывалось на ближайшей стене на расстоянии около 2 метров (6 футов). Приклейте к стене лист белой бумаги. Отметьте карандашом точку, где отражается свет. Эта точка будет вашим ориентиром. Если у вас нет лазерной указки, вы можете использовать вместо нее лампу на гибкой шее.Обязательно используйте прозрачную лампочку.
8. Используйте магнитометр для сбора данных.
Проверьте свой магнитометр 15 раз, чтобы собрать данные, записав всю информацию в рабочий лист «Сбор данных магнитометра». Измерьте изменения от положения контрольной точки до текущего положения отраженного света. Запишите это измерение в лист данных. Это измеренное изменение отражения (из-за отражения света). Когда случаются магнитные бури, вы увидите, что точка отражения изменится на несколько градусов в течение нескольких часов, а затем вернется к своей нормальной ориентации, указывающей на северный магнитный полюс.Ваш магнитометр чувствителен к изменениям магнитного поля, и отраженное пятно покажет изменения при небольших изменениях положения. Эти изменения можно измерить с помощью линейки. Измерьте изменение отражения в сантиметрах. Преобразуйте результат измерения в градусы отклонения, умножив изменение отражения на 0,25 градуса.
Простой магнитный датчик приближения [Analog Devices Wiki]
Простой датчик приближения определяет, насколько близко один объект находится к другому, и может использоваться во многих приложениях, от простого обнаружения открытых и закрытых дверей и окон до сложных высокоточных датчиков абсолютного положения.Они могут быть спроектированы несколькими способами, один из которых включает определение напряженности магнитного поля, создаваемого магнитом (часто постоянным магнитом, но также может быть электромагнитом), содержащимся в одном из объектов, и размещение датчика магнитного поля в другой объект. Выходной сигнал датчика магнитного поля может быть линейным, в котором его выходное напряжение линейно связано с напряженностью магнитного поля, воздействующего на детектор, или двоичным, когда выходной сигнал находится в одном состоянии, когда измеренная напряженность магнитного поля превышает определенный порог, и в другом состоянии, когда измеренная напряженность магнитного поля меньше порогового значения.Бинарные датчики приближения часто используются для замены простых механических переключателей с определением положения, поскольку у них нет движущихся частей, которые могут изнашиваться или заклиниваться, и поэтому они более надежны, чем их механические аналоги.
В этой лаборатории мы генерируем магнитное поле с помощью соленоида с ферритовым сердечником. Соленоид — это катушка с проволокой, которая цилиндрически намотана вокруг сердечника, как правило, для изготовления индуктора с определенным значением индуктивности или электромагнита. Катушка может быть намотана вокруг материала сердечника любого типа, а сила магнитного поля, генерируемого внутри соленоида, пропорциональна относительной проницаемости материала сердечника.Напряженность магнитного поля в воздухе, окружающем соленоид, меньше, поскольку относительная проницаемость воздуха приблизительно равна единице. Магнитные материалы, такие как железо, кобальт и неодим, могут иметь большую относительную проницаемость и, следовательно, могут использоваться в качестве материалов сердечника для создания больших магнитных полей и, таким образом, получения больших значений индуктивности. Поскольку относительная проницаемость воздуха очень близка к единице, индукторы с воздушным сердечником имеют гораздо более низкие значения индуктивности, чем их аналоги сердечника с высокой относительной проницаемостью.Катушка индуктивности 100 мкГн, содержащаяся в наборе аналоговых деталей ADALP2000, может использоваться для создания магнитного поля, достаточно сильного для обнаружения датчиком магнитного поля AD22151, также входящим в комплект деталей.
Работа датчика магнитного поля AD22151 основана на эффекте Холла . Эффект Холла — это явление, при котором напряжение (напряжение Холла ) возникает на материале, когда ток течет через материал при наличии магнитного поля.Напряжение Холла возникает из-за электрического поля, создаваемого отклонением движущихся зарядов магнитным полем через силу Лоренца. Когда магнитное поле направлено вертикально по отношению к току, напряжение Холла перпендикулярно направлению тока с положительной стороной слева от обычного потока тока. (Обратите внимание, что обычный ток течет в направлении, противоположном направлению потока электронов.) Очевидно, что эффект Холла можно использовать для измерения токов с частотами вплоть до постоянного (что невозможно с датчиками тока трансформатора на основе магнитного потока) с помощью чувствительный детектор напряжения для измерения напряжения на проводнике как индикатора протекания тока.Эффект Холла также можно использовать для измерения магнитных полей путем создания постоянного тока в материале и измерения напряжения Холла как функции магнитного поля. Мы будем использовать датчик на эффекте Холла, чтобы обнаружить присутствие магнитного поля, а также посмотрим, как бороться с некоторыми неидеальными характеристиками датчика.
Изучить генерацию и обнаружение магнитного поля. Использовать электромагнит в форме соленоида для генерации магнитного поля и линейный датчик магнитного поля AD22151 на основе эффекта Холла для обнаружения магнитного поля.Использовать принципы генерации и обнаружения магнитного поля для создания простого датчика приближения и наблюдать, как возрастает выходное напряжение датчика по мере приближения электромагнита к датчику. Чтобы просмотреть ток смещения, напряжение смещения и шум, присутствующий во всех электронных схемах. Использовать компаратор с гистерезисом, чтобы превратить линейный выход датчика в двоичный выход, указывая, прошел ли электромагнит определенный порог положения, и загорать светодиод как индикацию выхода электромагнита через порог.По завершении этой лабораторной работы вы должны быть в состоянии описать генерацию магнитного поля, дать базовое описание эффекта Холла и то, как его можно использовать для обнаружения магнитных полей, описать ток смещения, входное напряжение смещения и шум в электронных схемах. базовое понимание гистерезиса и, по крайней мере, одна причина его использования, а также объяснение работы простого магнитного датчика приближения.
Большинство датчиков приближения на основе магнитного поля используют сильные постоянные магниты для генерации воспринимаемых магнитных полей, и поэтому датчикам требуется лишь умеренное усиление, чтобы выдавать приемлемое напряжение.В этой лаборатории мы генерируем относительно слабое магнитное поле с помощью электромагнита с током около 150 мА и, следовательно, требуем довольно большого усиления в операционном усилителе, содержащемся в датчике эффекта Холла. Наличие большого коэффициента усиления операционного усилителя создает несколько практических проблем. Одна из проблем заключается в том, что выходной шум велик. Это происходит потому, что шум на входе операционного усилителя умножается вместе с желаемым сигналом операционного усилителя и появляется на выходе операционного усилителя. Другой подобной проблемой является смещение постоянного тока, при котором небольшое смещение на входе операционного усилителя умножается на операционный усилитель и проявляется как смещение постоянного тока в выходном напряжении.Операционный усилитель имеет входное напряжение смещения и несовершенно согласованные входные токи смещения, которые преобразуются в напряжения и отражаются усилением операционного усилителя в выходное напряжение операционного усилителя. Кроме того, внутреннее смещение выходного сигнала датчика на эффекте Холла и внутреннее генерируемое и буферизованное опорное напряжение REF не совсем одинаковы. Все они вносят вклад в выходное напряжение смещения и являются причинами, по которым выходное напряжение не соответствует среднему значению напряжения при отсутствии магнитного поля. Мы можем компенсировать эти смещения и даже смещать выходное напряжение смещения, где нам нужно (в пределах части), суммируя напряжение смещения в суммирующем узле операционного усилителя.
Суммирующий узел операционного усилителя, входящего в состав AD22151, доступен на выводе 6, а неинвертирующий вход операционного усилителя имеет внутреннее смещение примерно +2,5 В , поэтому можно подавать положительный или отрицательный ток в суммирующий узел, чтобы сместить уровень выходного смещения. В этом случае мы хотим сместить выходное смещение вниз, что требует подачи тока в суммирующий узел. Это также можно рассматривать как суммирование положительного напряжения в конфигурации суммирующего усилителя инвертирующего операционного усилителя.При нулевом магнитном поле напряжение на резисторе усиления R2 операционного усилителя в идеале равно нулю, поскольку опорное напряжение VREF и выход датчика Холла будут одинаковыми — обратите внимание, что напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя равно приводимое в действие, чтобы быть по существу таким же, как напряжение на неинвертирующем входе отрицательной обратной связью, поэтому напряжение на инвертирующем входе можно рассматривать как практически такое же, как на выходе датчика эффекта Холла, пренебрегая входным напряжением смещения операционного усилителя. .Напряжение, которое по существу является общим для обоих входов операционного усилителя, называется «входным синфазным напряжением». Однако существует небольшое напряжение на R2 из-за несоответствия между VREF и синфазным напряжением на входе операционного усилителя. Несмотря на то, что это небольшое напряжение, оно прикладывается к небольшому сопротивлению и создает заметный ток, который течет через резистор обратной связи большого номинала, вызывая заметный сдвиг выходного напряжения. Вот как операционные усилители работают для усиления сигнальных напряжений и почему инвертирующее усиление операционного усилителя пропорционально сопротивлению обратной связи и обратно пропорционально сопротивлению усиления.Мы можем определить ток, протекающий через R2, измерив напряжение на нем и разделив его на его значение. Большая часть этого тока протекает через резистор обратной связи R3, но небольшая часть протекает на инвертирующий вход операционного усилителя; этот небольшой ток является входным током смещения и является причиной того, что ток через R2 не в точности равен току через R3.
Дополнительный ток может быть добавлен через резистор обратной связи, чтобы сместить выходное напряжение до нижнего предела его линейного диапазона, равного 0.5 В . Необходимый для этого ток можно рассчитать, взяв разницу между существующим выходным напряжением и желаемым выходным напряжением и разделив на сопротивление обратной связи. Это значение тока затем подается в суммирующий узел операционного усилителя через резистор R4 инжекции смещения. Значение R4 рассчитывается как разница между напряжением на входной стороне R4 ( В, , _SUPPLY) и синфазным напряжением на входе операционного усилителя, деленная на требуемый ток инжекции.
Операционный усилитель настроен как неинвертирующий усилитель напряжения, выходящего из чувствительного элемента на эффекте Холла. Коэффициент усиления неинвертирующего операционного усилителя, A _{V , NI}, представляет собой отношение сопротивления обратной связи к сопротивлению усиления плюс один. Что касается условных обозначений, используемых в лаборатории, это A _{V , NI} = 1 + R3 / R2. Обратите внимание, что VREF также суммируется инвертирующим образом, чтобы номинально разместить выход на среднем уровне питания (он близок к среднему уровню питания для типичных небольших коэффициентов усиления, которые используются, когда постоянные магниты используются в качестве источников магнитных полей) .Коэффициент усиления инвертирующего операционного усилителя, A _{V , I}, является отрицательной величиной отношения сопротивления обратной связи к сопротивлению усиления, или A _{V , I} = -R3 / R2. Уровень выходного сигнала при отсутствии магнитного поля определяется усилением, смещениями схемы, VREF и схемой ввода смещения. Выходное напряжение AD22151, В _O, обусловленное выходным напряжением чувствительного элемента на эффекте Холла, В _H, поэтому просто
Коэффициент усиления от V _H до V _O составляет 1 + R3 / R2, и в этой лабораторной работе он приблизительно равен 427.Это относительно высокое усиление, которое усиливает шум от элемента датчика на эффекте Холла до уровня, который виден на дисплее напряжения PixelPulse. Размещение конденсатора 0,1 мкФ на резисторе обратной связи снижает неинвертирующее усиление при увеличении частоты, поскольку реактивное сопротивление конденсатора уменьшается с частотой, тем самым уменьшая общее сопротивление обратной связи при увеличении частоты (общая формула усиления для неинвертирующего операционного усилителя это A _{V , NI} = 1 + Z _F / Z _G, где Z _F и Z _G — импедансы обратной связи и усиления соответственно).Импеданс обратной связи может приближаться только к минимуму, равному нулю, и поэтому минимальное усиление неинвертирующего операционного усилителя равно 1 + 0 = 1. Это означает, что шум от элемента датчика на эффекте Холла не может быть ослаблен в неинвертирующем ОУ. -инвертирующий усилитель. Инвертирующий усилитель, с другой стороны, может ослаблять сигналы, подаваемые на его вход, и поэтому представляет собой лучшую конфигурацию для использования в приложениях фильтрации. Таким образом, конденсатор на резисторе обратной связи действительно помогает в некоторой степени уменьшить шум, но не может снизить коэффициент усиления операционного усилителя ниже единицы.Удаление конденсатора обратной связи устраняет снижение высокочастотного усиления и позволяет нам видеть нефильтрованный шум на дисплее PixelPulse.
Теперь, когда мы спроектировали и построили датчик приближения с непрерывно регулируемым выходом, мы можем приступить к добавлению однобитового квантователя, также известного как компаратор, к его выходу для создания двоичного датчика приближения (компаратор был представлен во Введении. в лабораторию фильтров). Бинарный датчик приближения имеет два состояния — близкое и не близкое.Точка разграничения между этими двумя состояниями определяется порогом (порогами), используемым в конструкции компаратора. Компаратор — это усилитель с дифференциальным входом с высоким коэффициентом усиления, который предназначен для работы с разомкнутым контуром и имеет выход, совместимый с определенным семейством логических схем. Некоторые компараторы имеют несимметричные выходы, а некоторые — дифференциальные. Мы будем использовать AD8561 из комплекта деталей с дифференциальным выходом. Дифференциальный выход чаще всего используется для взаимодействия с дифференциальной логикой, но в этой лабораторной работе мы будем использовать его для управления светодиодом с одним выходом и использовать другой для реализации гистерезиса , который будет описан позже.Обратите внимание, что светодиод приводится в действие источником тока в состоянии высокого выходного сигнала, а не потреблением тока в состоянии низкого уровня, что часто более выгодно. Выходы AD8561 могут подавать ток как в высоком состоянии, так и потреблять ток в низком состоянии, поэтому эта конфигурация использовалась для упрощения схемы гистерезиса, описанной ниже.
Компаратор можно рассматривать как однобитовый аналого-цифровой преобразователь, который создает одно двоичное состояние на своем выходе, когда его входное напряжение выше определенного порога, и другое состояние на своем выходе, когда его вход ниже порога.Простые конструкции компаратора работают, прикладывая фиксированный порог напряжения к одному из входов компаратора и подавая входной сигнал на другой. Для простоты поместим порог на инвертирующий вход. Когда входное напряжение, подаваемое на неинвертирующий вход, превышает пороговое напряжение на инвертирующем входе на небольшую величину, выходное напряжение быстро переходит в состояние высокого логического уровня. Это происходит потому, что компаратор имеет очень высокое усиление и не требует большого напряжения на его входах (часто называемого overdrive ), чтобы поднять выходное напряжение до любого из его пределов.В качестве простого примера, подача синусоидальной волны на компаратор с порогом, установленным точно на базовой линии синусоидальной волны, создает прямоугольную волну на выходе компаратора. Хотя может показаться, что в качестве компаратора можно использовать обычный операционный усилитель, это не рекомендуется по ряду причин, включая тот факт, что конструкции операционных усилителей включают внутреннюю компенсацию, оптимизированную для работы с замкнутым контуром, и что операционный усилитель усилители не создают стандартных логических уровней на своих выходах.
Когда входной сигнал компаратора движется очень медленно, с шумом или и то, и другое, выходной сигнал может колебаться между логическими уровнями, когда входной сигнал колеблется выше и ниже порогового значения.Это нежелательная ситуация, и ее можно избежать, используя гистерезис . Гистерезис — это метод, в котором используются два пороговых значения вместо одного. Один порог предназначен для увеличения входного сигнала, а другой — для уменьшения сигнала. Когда возрастающий сигнал пересекает свой порог, порог немедленно изменяется на более низкий порог, предотвращая повторное пересечение порогового значения входным сигналом из-за шума или других флуктуаций, пока разница между двумя пороговыми значениями больше, чем входные флуктуации.Точно так же, когда убывающий сигнал пересекает свой порог, порог немедленно изменяется на более высокий порог. Разница между двумя порогами определяется как напряжение гистерезиса . Комбинация изменения состояния выхода компаратора, используемого для изменения пороговых значений, с соединением между выходом и одним из входов, составляет форму положительной обратной связи . Пороговые значения определяются делителем напряжения, который помещается между выходом компаратора и опорным напряжением.Часто опорное напряжение должно быть получено с использованием доступного источника питания и эквивалентной сети делителя напряжения Thevenin.
Что касается схемы компаратора выше, опорное напряжение генерируется эквивалентной схемой Тевенина, состоящей из источника питания 2,5 В и резисторов 2,2 кОм и 4,7 кОм. Эквивалент Тевенина этой схемы — источник напряжения Тевенина приблизительно 1,7 В последовательно с сопротивлением Тевенина приблизительно 1,5 кОм. Мы можем заменить делитель напряжения на эквивалент Тевенина, как показано на рисунке.
Два порога могут быть определены путем вычисления напряжения на выводе 3 для каждого выходного состояния компаратора.Мы будем использовать 3,5 В для состояния высокого выхода и 0,2 В для состояния низкого выхода. Используя правило делителя напряжения, верхний порог составляет примерно 2,0 В , а нижний порог составляет примерно 1,4 В , что дает гистерезис примерно 600 мВ .
При приближении электромагнита к датчику светодиод должен резко включиться без дребезга и резко погаснуть при удалении электромагнита от датчика. Выход компаратора на выводе 8 можно контролировать с помощью M1K, чтобы убедиться в этом.Пороговые значения также можно проверить экспериментально, наблюдая за напряжением на контакте 3 при перемещении электромагнита близко к датчику и от датчика. Как и следовало ожидать, фактические пороговые значения будут несколько отличаться от расчетных значений из-за неопределенностей в выходных напряжениях компаратора и значениях резисторов.
Magnaflux 2480 Индикатор магнитного поля, без калибровки, от -10 до 10 гаусс, пластик: Amazon.com: Industrial & Scientific
В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
Прочный карманный измеритель
Недорогой и одноразовый
Имеет 2 дюйма в диаметре и идеально подходит для использования в полевых условиях, масштабируется на +10 или -10 гаусс от центра 0, и каждое деление соответствует 1 гауссу.
]]>
Характеристики
Фирменное наименование Magnaflux
Номер модели 387-2480
Кол-во позиций 1
Номер детали 2480
Диапазон (-10) -0-10 Гаусс
Разрешение 1 Гаусс
Код UNSPSC 41110000
Магнитные поля и индуктивность | Катушки индуктивности
Всякий раз, когда электроны проходят через проводник, вокруг этого проводника возникает магнитное поле.Этот эффект называется электромагнетизмом .
Магнитные поля влияют на выравнивание электронов в атоме и могут вызывать физическую силу, развивающуюся между атомами в пространстве, точно так же, как электрические поля, развивающие силу между электрически заряженными частицами. Подобно электрическим полям, магнитные поля могут занимать совершенно пустое пространство и воздействовать на материю на расстоянии.
Сила поля и поток поля
Поля имеют две меры: поле силы и поле потока .Сила поля — это величина «толчка», которую поле оказывает на определенном расстоянии. Поле , поток — это общее количество или эффект поля в пространстве. Сила и поток поля примерно аналогичны напряжению («толкать») и току (потоку) через проводник, соответственно, хотя поток поля может существовать в полностью пустом пространстве (без движения частиц, таких как электроны), тогда как ток может иметь место только где есть свободные электроны, чтобы двигаться.
Поток поля можно противодействовать в пространстве, так же как потоку электронов можно противодействовать сопротивлением.Величина потока поля, который будет развиваться в космосе, пропорциональна величине приложенной силы поля, деленной на величину сопротивления магнитному потоку. Так же, как тип проводящего материала определяет удельное сопротивление этого проводника электрическому току, тип материала, занимающего пространство, через которое действует сила магнитного поля, диктует определенное сопротивление потоку магнитного поля.
В то время как поток электрического поля между двумя проводниками позволяет накопить свободный заряд электронов внутри этих проводников, поток магнитного поля позволяет накопить определенную «инерцию» в потоке электронов через проводник, создающий поле.
Более сильные магнитные поля с индукторами
Катушки индуктивности — это компоненты, предназначенные для использования преимущества этого явления за счет формирования длины проводящего провода в форме катушки. Эта форма создает более сильное магнитное поле, чем то, что создается прямым проводом. Некоторые индукторы выполнены из проволоки, намотанной в самонесущей катушке.
Другие оборачивают провод вокруг твердого материала сердечника определенного типа. Иногда сердечник индуктора будет прямым, а в других случаях он будет соединен в петлю (квадратную, прямоугольную или круглую), чтобы полностью сдерживать магнитный поток.Все эти варианты конструкции влияют на производительность и характеристики катушек индуктивности.
Схематическое обозначение катушки индуктивности, как и конденсатора, довольно простое и представляет собой не что иное, как символ катушки, представляющий свернутый в спираль провод. Хотя простая форма катушки является общим обозначением любого индуктора, индукторы с сердечниками иногда отличаются добавлением параллельных линий к оси катушки. В новой версии символа индуктора не используется форма катушки в пользу нескольких «выступов» подряд:
Поскольку электрический ток создает концентрированное магнитное поле вокруг катушки, этот поток поля приравнивается к накоплению энергии, представляющей кинетическое движение электронов через катушку.Чем больше ток в катушке, тем сильнее будет магнитное поле и тем больше энергии будет накапливать индуктор.
Поскольку индукторы хранят кинетическую энергию движущихся электронов в форме магнитного поля, они ведут себя совершенно иначе, чем резисторы (которые просто рассеивают энергию в виде тепла) в цепи. Накопление энергии в катушке индуктивности зависит от величины проходящего через нее тока.
Способность катушки индуктивности накапливать энергию в зависимости от тока приводит к стремлению поддерживать ток на постоянном уровне.Другими словами, катушки индуктивности имеют тенденцию сопротивляться изменениям тока. Когда ток через катушку индуктивности увеличивается или уменьшается, катушка индуктивности «сопротивляется» изменению , создавая напряжение между своими выводами с противоположной полярностью по отношению к изменению .
Для сохранения большего количества энергии в катушке индуктивности необходимо увеличить ток через нее. Это означает, что его магнитное поле должно увеличиваться в силе, и это изменение напряженности поля создает соответствующее напряжение в соответствии с принципом электромагнитной самоиндукции.
И наоборот, чтобы высвободить энергию из индуктора, ток через него должен быть уменьшен. Это означает, что магнитное поле индуктора должно уменьшаться в силе, и это изменение напряженности поля вызывает падение напряжения как раз противоположной полярности.
Гипотетически, индуктор, оставленный замкнутым накоротко, будет поддерживать постоянный ток через него без внешней помощи:
На практике, однако, способность индуктора к самоподдерживающемуся току реализуется только со сверхпроводящим проводом, поскольку сопротивления провода в любом нормальном индукторе достаточно, чтобы вызвать очень быстрое затухание тока без внешнего источника питания.
Когда ток через катушку индуктивности увеличивается, в ней падает напряжение, противоположное направлению тока, действуя как силовая нагрузка. В этом состоянии индуктор называется , заряжающим , потому что в его магнитном поле накапливается увеличивающееся количество энергии. Обратите внимание на полярность напряжения относительно направления тока:
И наоборот, когда ток через катушку индуктивности уменьшается, в ней падает напряжение, помогающее направлению тока, действуя как источник питания.В этом состоянии индуктор разряжает , потому что его запас энергии уменьшается по мере того, как он передает энергию из своего магнитного поля остальной части цепи. Обратите внимание на полярность напряжения относительно направления тока.
Если источник электроэнергии внезапно подается на ненамагниченную катушку индуктивности, индуктор сначала будет сопротивляться протеканию тока, понижая полное напряжение источника. Когда ток начинает увеличиваться, создается все более сильное магнитное поле, поглощающее энергию от источника.В конце концов ток достигает максимального уровня и перестает расти. В этот момент катушка индуктивности перестает поглощать энергию от источника и снижает минимальное напряжение на своих выводах, в то время как ток остается на максимальном уровне.
По мере того, как катушка индуктивности накапливает больше энергии, ее уровень тока увеличивается, а падение напряжения уменьшается. Обратите внимание, что это прямо противоположно поведению конденсатора, когда накопление энергии приводит к увеличению напряжения на компоненте! В то время как конденсаторы сохраняют свой энергетический заряд, поддерживая статическое напряжение, индукторы поддерживают свой энергетический «заряд», поддерживая постоянный ток через катушку.
Тип материала, на который наматывается провод, сильно влияет на силу потока магнитного поля (и, следовательно, на количество запасенной энергии), генерируемого для любого заданного количества тока через катушку. Сердечники катушек, сделанные из ферромагнитных материалов (таких как мягкое железо), будут способствовать развитию более сильных потоков поля с заданной силой поля, чем немагнитные вещества, такие как алюминий или воздух.
Что такое индуктивность?
Мера способности катушки индуктивности накапливать энергию для данной величины протекающего тока называется индуктивностью .Неудивительно, что индуктивность также является мерой силы сопротивления изменениям тока (точно, сколько самоиндуцированного напряжения будет произведено при заданной скорости изменения тока). Индуктивность символически обозначается заглавной буквой «L» и измеряется в единицах Генри, сокращенно «H».
Дроссель против. Индуктор
Устаревшее название катушки индуктивности — дроссель , названный так из-за его обычного использования для блокировки («дросселирования») высокочастотных сигналов переменного тока в радиосхемах.Другое название индуктора, которое все еще используется в наше время, — это , реактор , особенно при использовании в приложениях большой мощности. Оба эти названия станут более понятными после того, как вы изучите теорию цепей переменного тока (AC), и особенно принцип, известный как индуктивное реактивное сопротивление .
ОБЗОР:
Катушки индуктивности реагируют на изменения тока, понижая напряжение в полярности, необходимой для противодействия изменению.
Когда катушка индуктивности сталкивается с увеличивающимся током, она действует как нагрузка: создавая напряжение по мере поглощения энергии (положительное на стороне входа тока и отрицательное на стороне выхода тока, как резистор).
Когда индуктор сталкивается с уменьшающимся током, он действует как источник: создавая напряжение, высвобождая накопленную энергию (отрицательный на стороне входа тока и положительный на стороне выхода тока, как батарея).
Способность индуктора накапливать энергию в виде магнитного поля (и, следовательно, противодействовать изменениям тока) называется индуктивностью . Он измеряется в единицах измерения модели Henry (H).
Катушки индуктивности
обычно назывались другим термином: дроссель .В приложениях большой мощности их иногда называют реакторами .
СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:
Электромагнитная катушка
— обзор
7.6.5.3 Стол встряхивания — взаимодействие испытуемого объекта
Движение стола встряхивания достигается с помощью гидравлических приводов или электромагнитных катушек. В любом случае приложение силы к столу вызывает движение, и, если исполнительная система не может создать достаточную силу, стол не сможет достичь желаемых уровней ускорения.Когда частота качающегося возбуждения приближается к основной собственной частоте тестируемой системы, отклик значительно возрастет и достигнет пика на частоте, немного превышающей собственную частоту. Затем отклик уменьшается по мере увеличения частоты возбуждения. Это усиление реакции будет отображаться в таблице как значительное увеличение силы реакции, против которой он должен действовать. Следовательно, система привода стола должна быть рассчитана не на массу, умноженную на желаемое пиковое базовое ускорение, а на массу, умноженную на резонансный отклик системы (плюс запас), который может быть значительно больше, чем масса, умноженная на максимальное желаемое базовое ускорение. .
Чтобы защитить испытуемый образец от чрезмерного испытания, современные столы для встряхивания работают под управлением замкнутого контура, так что желаемое ускорение стола достигается в пределах допусков системы приведения в действие стола и контроллера. Однако, если система приведения в действие стола имеет меньший размер, желаемые уровни могут быть недостижимы вблизи собственных частот испытуемого изделия даже с помощью контроллера с обратной связью. Также принято контролировать ускорение во многих местах в пределах исследуемого объекта (также используются тензодатчики) с пометками, основанными на аналитических прогнозах.При достижении красной черты в любом месте стол автоматически закрывается. Однако следует отметить, что то, как стол отключается, имеет решающее значение, поскольку внезапное прекращение движения основания является переходным процессом, сообщаемым исследуемому изделию. Еще одно соображение — точность прогнозов красной черты. Поскольку они основаны на аналитических моделях, которые, скорее всего, не будут точными в режимах более высокого порядка, связанные с ними прогнозы внутренних нагрузок также будут подозрительными, как и защита, которую предлагают «красные линии».

Индикатор магнитного поля своими руками

Принципиальная электросхема

Процесс сборки

Дополнительные возможности

Видео работы детектора ВЧ

Индикатор электромагнитных полей своими руками. Самодельный измеритель свч-излучения

ИНДИКАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Индикаторы постоянного поля

Индикатор низкочастотных полей

Индикаторы полей радиочастоты

Магнитный детектор | Мастер-класс своими руками

Схема вентилятора

Схема магнитного детектора

Смотрите видео сборки и испытания магнитного датчика

NM0402 — Индикатор электромагнитного излучения

Описание принципиальной схемы

Детектор электромагнитного излучения своими руками схема. Самодельный измеритель свч-излучения. Индикатор низкочастотных полей

Детектор жучков. Простая схема детектора напряженности

Сделай сам гауссметр с цифровым дисплеем

Схема

Заключение

Создайте свой собственный магнитометр | Журнал Nuts & Volts

Список деталей

Создать магнитометр | Национальное географическое общество

Простой магнитный датчик приближения [Analog Devices Wiki]

Magnaflux 2480 Индикатор магнитного поля, без калибровки, от -10 до 10 гаусс, пластик: Amazon.com: Industrial & Scientific

Характеристики

Магнитные поля и индуктивность | Катушки индуктивности

Сила поля и поток поля

Более сильные магнитные поля с индукторами

Что такое индуктивность?

Дроссель против. Индуктор

— обзор

7.6.5.3 Стол встряхивания — взаимодействие испытуемого объекта

Похожие записи

Замена подсветки монитора на светодиодную своими руками: как это делается и зачем / Видеокарты и мониторы / iXBT Live

Машинка на пульте управления своими руками: Как сделать радиоуправляемую машину в домашних условиях?

Полицейская сирена своими руками: intellectico — Полицейская сирена своими руками

Добавить комментарий Отменить ответ