Магнитожидкостный датчик угла предназначен для измерения пространственных углов относительно линии горизонта. В качестве чувствительного элемента в датчике используется постоянный магнит, взвешенный в магнитной жидкости.
Постоянный магнит - изделие различной формы из магнитотвердого материала с высокой остаточной магнитной индукцией, сохраняющий состояние намагниченности в течение длительного времени. Постоянный магнит применяется в качестве автономных источников магнитного поля.
Свойства магнита определяются характеристиками размагничивающего участка петли магнитного гистерезиса материала магнита: чем выше остаточная индукция Вr и коэрцитивная сила Нс, тем выше намагниченность и стабильность магнита.
Вr - остаточная индукция; Нс - коэрцитивная сила
Рисунок 3 - Семейство петель магнитного гистерезиса (внешняя петля соответствует состоянию насыщения)
Для производства постоянных магнитов обычно используются следующие материалы: бариевые и стронциевые магнитотвердые ферриты, магниты NdFeB (неодим-железо-бор), редкоземельные магниты SmCo (самарий-кобальт), магниты ALNICO.
В таблице 1 представлены характеристики магнитных материалов.
Таблица 1 - Основные характеристики магнитных материалов
| Материал | (ВН)max, МГс*Э | Вr, Гс | Нс, Э | Цена, $ за 1 кг на российском рынке | Цена, $ на единицу (ВН)max |
| Гибкие магнитные материалы | 1,6 | 1725 | 1325 | 5ч10 | 3,1ч6,2 |
| Керамика (феррит) | 3 | 4000 | 2400 | 1ч2,5 | 0,3ч0,85 |
| ALNICO | 9 | 13500 | 1400 | 44,1 | 4,3 |
| SmCo | 20 | 10500 | 9200 | 250ч500 | 12,5 |
| NdFeB | 50 | 14200 | 12500 | 70ч150 | 1,4ч3,7 |
Согласно таблице 1 для системы автоматического управления челюстью робота выбирается постоянный магнит ALNICO, удовлетворяющий по своим характеристикам всем заданным параметрам системы.
Магниты ALNICO изготавливаются методом порошковой металлургии из композиционного сплава SmCo5/Sm2Co17 и характеризуются высокими магнитными свойствами, отличной коррозионной устойчивостью и хорошей стабильностью параметров при температурах до 3500С, что обеспечивает им преимущества на высоких температурах перед магнитами NdFeB.
r - радиус, В-индуктивность, l - длина магнита, d - расстояние от поверхности магнита
Рисунок 4 - Цилиндрический магнит
Расчет магнитной индукции аксиально-намагниченных цилиндрических магнитов с радиусом (r) и длиной (l), в точке расположенной на расстоянии (d) от поверхности, вдоль оси производится по формуле:
где r = 17 мм,
d=10 мм,
l=55 мм.
Другие статьи по теме
Источник питания с микроконтроллером Микроконтроллеры используются во всех сферах жизнедеятельности человека, устройствах, которые окружают его. Простота подключения и большие функциональные возможности делает его при ...
Исследование систем автоматического управления Целью выполнения курсовой работы по курсу ''Теория автоматического управления'' является - закрепление теоретических знаний и приобретение навыков самостоятельного решения расчетно-иссл ...
Исследование параметров оптоволоконного тракта За последние годы достигнут значительный прогресс в создании новых перспективных средств связи, повышающих качество и эффективность передачи информации различного вида, расширяющих услу ...