مقاله در مورد قطب نمای الکتریکی

اختصاصی از ژیکو مقاله در مورد قطب نمای الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:28

 فهرست مطالب

قطب نمای الکتریکی

خلاصه :

2- میدان مغناطیسی زمین

3- بلوکهای ساختمان یک قطب نمای الکتریکی

  برای کاربردهای قطب نما  ( MR )4- سنسورهای مقاومت مغناطیسی

1. 1- المانهای سنسور مقاومت مفناطیسی
2. 1.1- اثر مقامت مغناطیسی

 barber pole                      4.1.2- بهینه سازی ویژگیهای سنسور با استفاده از ساختار

( نوار باریک آلومینیوم )                                                                                       

1.  1.3- پیکره بندی پل

(compensation coils) و سیم پیچ جبران کننده Set/Reset            4.2-  سیم پیچ

 برای سیستمهای قطب نما Philips (مقاومت مغناطیسی) از شرکت MR            4.3- سنسورهای

 (واحد شرایط سیگنال) (SCU) Signal Conditioning Unit 5-

1. 1- نیازمندیها

 offset            5.2- تصحیح

(ΔS)            5.3- جبران اختلاف حساسیت 

1. 4- تصحیح حالت غیر تعامد
2. 5- طراحی مدار
3. 5.1- رعایت ولتاژ تغذیه

 ( وارونه شده ) (بلوک 1)flipping                     5.5.2- مولد برق

1. 5.3- پیش تقویت کننده (بلوک 2)

offset                     5.5.4- تصحیح 

 سنکرون( rectifier )                     5.5.5- یکسوکننده

1. 5.6- کنترل کننده انتگرالگیر

(compensation coil)                     5.5.7- تحریک سیم پیچ جبران کننده

electro-magnetic بدون فیدبک SCU                     5.5.8- 

 با میکروکنترلرSCU                     5.5.9-

 (واحد تعیین جهت) (DDU) Direction Determination Unit 6-

8-Segment          6.1- قطب نما

 بالاResolution          6.2- قطب نمای با                

7- کالیبراسیون میدان تداخل

8- کالیبراسیون  شمال حقیقی

9- تصحیح کجی

10- دقت سیستم

11-مثالهائی کاربردی

12- مراجع

ضمیمه 1      لیست مخفف سازی

ضمیمه 2      تبدیل واحد

ص 6 :

لیست شکلها:

شکل 1 : میدان مغناطیسی زمین

شکل 2 : بردار میدان زمین

شکل 3 : بلوک دیاگرام اصلی یک قطب نمای الکتریکی

 (نوعی آلیاژ از نوع آهن و نیکل که تحت نیروی مغناطیسی  permalloyشکل 4 : اثر مقاومت مغناطیسی در

             کم نفوذپذیری زیادی از خودش نشان می دهد )

barber pole یک سنسور R-Hمشخصه ی (b یک سنسور استاندارد، R-Hمشخصه ی (aشکل 5 :

 ( نوار باریک آلومینیوم )barber poleشکل 6 : سنسور

  barber poleشکل 7 : پیکره بندی پل سنسورهای

(compensation - و سیم پیچهای جبران کننده Set/Resetشمل 8 : میدانهای ایجاد شده به وسیله

- coil )             

 KMZ51شکل 9 : دیاگرام مداری ساده شده

 ( وارونه گی )روی مشخصه ی سنسورflipping شکل 10 : اثر

flippingشکل 11 : بلوک دیاگرام مدار

 flipping مدار (Timing)شکل 12 : دیاگرام زمانی

( KMZ10 )  MRشکل 13 : نمونه ای از مشخصه ی خروجی سنسور

  ( آهنربای الکتریکی )electro-magnetic و مدار تصحیح flippingشکل 14 : بلوک دیاگرام

شکل 15 : مدار شرایط سیگنال برای یک سنسور

 با جریان فعال محدودشدهflipشکل 16 : مدار

شکل 17 : مدار شرایط سیگنال با میکروکنترلر

8-Segmentشکل 18 : تعیین جهت برای قطب نمای

8-Segmentشکل 19 : مدار برای قطب نمای

شکل 20 : نمونه ای از نمایش دیاگرام های تست اثرات آهن سخت و آهن نرم

شکل 21 : قانون کالیبراسیون دو طرفه

شکل 22 : خطای کجی (شیب)

شکل 23 : اندازه خطای شیب

شکل 24 : مشخص کردن چرخش عمودی و عرضی و انحرلف به چپ و راست

( gimbaled compass ) شکل 25 : تراز نگه داشتن قطب نما با استفاده از روشهای الکترونیکی

 آنالوگ8-segmentشکل 26 : قطب نما

 بالای آنالوگResolutionشکل 27 : قطب نما با

 با میکروکنترلر8-segmentشکل 28 : قطب نمای

شکل 29 : مدل قطب نما با میکروکنترلر

ص 7 :

1- مقدمه :

قطب نمای مغناطیسی وسیله ای است که در خیلی از مناطق تعیین کننده حرکت کشتی ها یا    

.( Global Positioning System ) ( GPS )هواپیما ها است، حتی در سیستمهای موقعیت یاب جهانی

 : وسیله ای که از اندازه حرکت زاویه ای یک  gyroجایگزینی قطب نماهای عقربه ای مغناطیسی قدیم یا (

جرم دوار (رتور) برای نشان دادن یا اندازه گیری حرکت زاویه ای پایه خود حول یک یا دو محور عمود بر محور  

دوران بهره می گیرد) قطب نمای ژیروسکوپی با یک راه حل الکترونیکی پیشنهادی است که مزایایی شبیه داشتن یک مولفه حالت جامد بدون حرکت قسمتها و آسانی ارتباط با دیگر سیستمهای الکترونیکی است.

 ( MR )برای سنسورهای میدان مغناطیسی داخل یک سیستم قطب نما، تکنولوژی مقاومت مغناطیسی  راه حلی است که دارای ارجحیت بالاتری می باشد.

 را مقایسه کنید، که می تواند در اغلب قطب نماهای الکترونیکی  یافت شود،   flux-gateسنسورهای

 ارزش بیشتری دارد، به طوریکه نیازی (MR)پیشنهاد تکنولوژی مقاومت مغناطیسی

 ساخته شود. به علت  ICبه سیم پیچ هائی برای پیچاندن نیست و می تواند در یک پروسه ای شبیه به

 در این حوزه کاری بهتر است.Hall نسبت به المانهای MR حساسیت بالایشان، سنسورهای

و همچنین ارائه  MRهدف این مقاله ارائه یک مقدمات کلی طراحی قطب نمای الکتریکی با سنسورهای

درک جزئیات می باشد. بنابراین، ویژگیهای اصلی میدان مغناطیسی زمین توضیح داده شده اند و مروری بر بلوکهای ساختمانی یک قطب نمای الکتریکی داده شده است. در ادمه تشریح سنسورهای مقاومت

 برای کاربردهای قطب نما و طراحی هر بلوک ساختمانی به طور جزئی پوشش داده    Philipsمغناطیسی

شده است. در اینجا، درک هردوی سخت افزار و نرم افزار نشان داده شده اند. بخشهای بعدی به قسمتهای خاصی مانند کالیبراسیون میدان تداخل، تنظیم شمال حقیقی، تصحیح کجی و دقت سیستم اختصاص یافته است. در پایان، مثالهائی برای کامل کردن سیستمهای قطب نما داده شده اند، که شامل بلوکهای ساختمانی که قبلا تشریح شده بود می باشد.

ص 8 :

2- میدان مغناطیسی زمین :

میدان مغناطیسی زمین کمیت فیزیکی برای سنجش به وسیله قطب نما است. بنابراین، موقع طراحی یک قطب نما، فهم و ادراکی در مورد ویژگی های اصلی آن مورد نیاز است. شکل 1 توضیحاتی در مورد تصویر زمین داده شده است.

شکل 1 : میدان مغناطیسی زمین

 50 راA/mشدت میدان مغناطیسی با تغییر مکان زمین تغییر می کند و محدوده ای در حدود 20 تا

می پوشاند. اگر فرض بر این باشد که به وسیله یک آهنربای میله ای مطابق زمین ساخته شده باشد،  یک سری اطلاعت در مورد شکل میدان زمین می توان به دست آورد، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. خطوط میدان مغناطیسی زمین از قطب جنوب زمین تا قطب شمال آن نشان داده شده است. شکل 1 نشان می دهد که، این مخالف کنوانسیون ( قرارداد ) فیزیکی قطب یک آهنربای میله ای است ( طبق سابقه تاریخی، در آن یک قطب شمال آهنربای میله ای که به صورت قطب تعریف شده بود، به طرف شمال در میدان مغناطیسی زمین اشاره دارد ).  

خطوط میدان برای سطح زمین در قطب ها عمودی و برای خط استوا موازی هستند. بنابراین، میدان زمین در نیمکره شمالی به طرف پائین و در نیمکره جنوبی به طرف بالا اشاره دارد. یک واقعیت مهم این است که، قطب های مغناطیسی با قطب ها ی جغرافیائی همزمان اتفاق نمی افتد، که با چرخش محور میدان تعریف شداه اند. زاویه بین محور مغناطیسی و چرخشی تقریبا º11.5 هست. به عنوان یک نتیجه منطقی، خطوط

میدان مغناطیسی زمین جنوب جغرافیائی یا حقیقی را کاملا نشان نمی دهد. شکل 2  نمایش سه بعدی

 در بعضی نقاط روی زمین را نشان می دهد. He بردار میدان زمین

با استفاده از این شکل می توان کمیت هائی را برای سطح زمین تعریف کرد، که برای یک قطب نما مهم          به صورت عمودی  z  موازی با سطح زمین هستند، از آنجائیکه محور y  و xهستند. در اینجا محور مختصات

سمت پائین را نشان می دهد.   به

• زاویه α :

 است، مولفه بردار  Hehزاویه بین شمال مغناطیسی و مسیر حرکت است. شمال مغناطیسی در جهت

 مربوط به مولفه افقی میدان زمین می باشد. Hehمیدان زمین عمود بر مرکز ثقل است. در طول این مقاله،

شکل 2 نشان می دهد که :

ص 9 :

این زاویه کمیت قرائت شده یک قطب نما است. در طول این مقاله، α در جهت گردش عقربه های ساعت از جنوب مغناطیسی محاسبه می شود، به عارت دیگر جنوب ο 360  یا ο0، شرق ο90 ، جنوب ο180 ، غرب ο270 می باشد.

• زاویه میل یا شیب δ :

زاویه بین بردار میدان زمین و سطح افق می باشد. همانطور که قبلا نشان داده شد، زاویه انحراف با محل واقعی روی زمین تغییر می کند، در خط استوا و نزدیک ο90± نزدیک قطب ها صفر می شود. اگر قطب نما کج شود، آنگاه زاویه انحراف مطرح می شود، همانطور که در بخش 9 توضیح داده شده است.

• زاویه انحراف λ :

زاویه بین شمال جغرافیائی یا حقیقی و شمال مغناطیسی است. این زاویه به محل واقعی زمین وابسته است. همچنین این زاویه دارای تغییرات زیادی است. این زاویه می تواند مشرق یا مغرب باشد و می تواند

مقداری در حدود ο25± داشته باشد. زاویه به وسیله یک قطب نمائی که به وسیله زاویه انحراف برای پیدا کردن مسیر حرکت با نسبت شمال  جغرافیائی تصحیح می شود اندازه گیری می شود. که در بخش 8 اشاره شده است.