Wybrane czujniki wytwarzane w technologiach półprzewodnikowych

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wybrane czujniki wytwarzane w technologiach półprzewodnikowych"

Transkrypt

1 Wybrane czujniki wytwarzane w technologiach półprzewodnikowych Czujnik (sensor) urządzenie przetwarzające jedną wielkość fizyczną na inną - najczęściej elektryczną (napięcie, natężenie prądu, opór elektryczny). Sygnały elektryczne łatwo wzmocnić, przetworzyć na inną postać, przesłać, zapisać itd. W praktyce współczesny czujnik składa się z części przetwornikowej, układu kondycjonowania sygnału i części przesyłania sygnału. 1

2 Czujniki magnetogalwaniczne Służą do przetwarzania energii magnetycznej na energię elektryczną. Najpopularniejsze zastosowanie - pomiar pola magnetycznego. Hallotrony - czujniki, których zasada działania opiera się na klasycznym efekcie Halla. Efekt Halla - wystąpienie różnicy potencjałów w przewodniku, w którym płynie prąd elektryczny I, gdy przewodnik znajduje się w poprzecznym do płynącego prądu polu magnetycznym B. Napięcie Halla U H pojawia się między płaszczyznami ograniczającymi przewodnik, prostopadle do płaszczyzny wyznaczanej przez kierunek prądu I i wektor indukcji pola magnetycznego B. 2 Jest ono spowodowane działaniem siły Lorentza F na ładunki poruszające się w polu magnetycznym.

3 Efekt Halla Siła Lorentza: - prędkość unoszenia nośników prądu Na nośniki działa też siła kulombowska. Wypadkowa siła: W ogólności trzeba wprowadzić czynnik geometryczny g i napięcie niezrównoważenia: U H = γ I B + U r U r napięcie niezrównoważenia (offset), stała lub wolnozmienna wartość dla B = 0. W stanie równowagi siła Lorentza i kulombowska równoważą się: U H = I B/(nqd)= (R H /d) I B = γ I B dla próbki wydłużonej R H - stała Halla 3

4 Efekt Halla Stała Halla dla próbki z nośnikami jednego znaku wynosi: R H = ± r/ nq r wsp. zależny od mechanizmu rozpraszania nośników n koncentracja nośników q ładunek elementarny Duży sygnał U H uzyskuje się dla próbek o dużej ruchliwości nośników µ ( InSb, GaAs, InAs): E H /E x = µb z E H pole Halla E x pole wymuszające prąd 4

5 Hallotrony kształty płytek symbol hallotronu CC/HC zamienne kontakty CC - prądowe HC - holowskie Technologia IC (pionowa) Pole B styczne do powierzchni płytki Dobre źródło informacji: 5

6 Hallotrony - technologia - kształtki z materiałów litych - cienkie warstwy - mikrostruktury scalone: - struktury MOS - struktury epitaksjalne GaAs - supersieci w technologii MBE (Molecular Beam Epitaxy) - struktury bipolarne IC Większość obecnie produkowanych hallotronów stosowanych komercyjnie wytwarzana jest w technologii bipolarnej obwodów scalonych (IC). Wykonywane są na bazie materiałów półprzewodnikowych (najczęściej InAs, InSb), z materiałów litych (Ge) oraz w technologii warstwowej. 6

7 Hallotrony - technologia Izolację struktury holowskiej od reszty układu uzyskuje się w wyniku istnienia przeciwnie spolaryzowanych złącz p/n Aktywną część struktury stanowi naniesiona epitaksjalnie warstwa n, gdzie wdyfundowano izolacyjne obszary p oraz obszary kontaktów n +. 7

8 Hallotrony - parametry czułość bezwzględna: S A = U H / B dla I = const czułość względem prądu zasilania: S I = S A / I czułość względem nap. zasilania: S U = S A / U offset: równoważne pole B o wytwarzające napięcie niezrównoważenia U o : B o = U o / S A 8

9 Hallotrony - zastosowania Szczegóły: 9

10 Hallotrony - zastosowania Bezkontaktowe pomiary położenia 10

11 Hallotrony - zastosowania Bezkontaktowe pomiary położenia różnicowe połączenie czujników holowskich Wykorzystanie hallotronu do pomiaru prędkości obrotowej. Czerwone krążki oznaczają magnesy, niebieski 11 prostopadłościan - czujnik hallotronowy

12 Hallotrony - zastosowania Bezkontaktowy pomiar prądu Wokół przewodnika z prądem ( prostoliniowego ) istnieje koncentryczne pole magnetyczne B= μ o I/(2πr), czyli B ~ I dla r = const Prosta konstrukcja, dobra liniowość wskazań Dużą czułość uzyskuje się stosując rdzeń magnetyczny ze szczeliną δ ~ 1 mm, w której umieszczony jest hallotron. 12

13 Hallotrony - zastosowania Bezkontaktowy pomiar prądu Strumień pola B: R B N I R R lfe A R A 0 r 0 N ilość zwojów R µ, R δ opory magnetyczne (reluktancje) rdzenia, szczeliny Pole B w szczelinie: B 0 N I lfe 0 r N I U H I Zakres pomiaru prądu: 10 A kilka ka 13

14 Hallotrony - zastosowania Bezkontaktowy pomiar mocy Korzysta się z faktu, że czujnik Halla wykazuje własności multiplikacyjne. Prąd obciążenia i L wytwarza pole B i mierzony jest jak poprzednio: B ~ i L Napięcie u L jest transformowane i wytworzony prąd i in zasila hallotron: i in ~ u L i Napięcie wskazywane przez hallotron: Dla obciążenia rezystancyjnego: u L u ( t ) U u L ( t ) U ( t ) I r H 0L 0L 0r cos t cos t cos t 1 ( t ) k U 2 0L I 0L ( 1 cos 2 t ) U 0r u cos t H g i in B u r (t ) k u L i L u r (t ) k p L u r (t ) Stosując filtr dolnoprzepustowy otrzymuje się sygnał proporcjonalny do mocy średniej. 14

15 Hallotrony - zastosowania Bezszczotkowy silnik prądu stałego Rotor ma wbudowany magnes stały. W skład statora wchodzą cewki napędzające, sterowane dwoma hallotronami. Hallotrony rejestrują względne położenia rotora i poprzez tranzystory sterują prądami cewek. Prądy w statorze zmieniają się łagodnie. Silniki te posiadają szereg zalet: wydłużony czas życia (istotne tylko zużycie łożysk) niskie szumy brak iskrzenia 15 Chętnie stosowane w urządzeniach HiFi.

16 Hallotron przykład czujnika KSY 14 (Siemens, Infineon) wytwarzany z GaAs z wykorzystaniem implantacji jonami Źródło: Klub Konstruktorów (czujnik halotronowy): 16

17 Hallotrony rozwiązania praktyczne Napięcie Halla najczęściej kilkadziesiąt µv (dla ferromagnetyków rzędu 1mV) przy polu B w zakresie 1 gaussa (1 gauss = 10-4 T) Stosuje się wzmacniacze, np. różnicowe na tranzystorach bipolarnych (wysoki CMRR, duże Ku, niskie szumy, duża Zwe) Konieczny stabilny prąd I (regulator) 17!!!

18 Hallotrony zastosowania cyfrowe Licznik impulsów Czujnik podłączony do dzielnika /2 Przełącznik analogowy Przełącznik (normalnie wył.) 18

19 Hallotrony zastosowania cyfrowe Czujnik kierunku obrotów w wyjściem cyfrowym Interfejs wired OR 19

20 Hallotrony zastosowania cyfrowe Wykrywanie elementów ferromagnetycznych (np. położenia na kole zębatym) Sygnał wyjściowy 20

21 Hallotrony zastosowania cyfrowe Czujnik Halla w układzie dwuprzewodowej pętli prądowej Zdalna lokalizacja czujnika i układów elektronicznych. Zmiana z 3 przewodów na 2-przewodowa pętlę prądową. Gdy czujnik nie pobudzony, prąd w pętli = prądowi zasilania czujnika + prąd upływu. Gdy pobudzony, prąd w pętli prądowej = prądowi zasilania czujnika + prąd w tranzystorze wyjściowym. Różnica prądu w pętli zmienia napięcie na R2. Komparator wykrywa tę zmianę porównując ją z napięciem Uref. Czujnik obecności papieru 21

22 Hallotrony zastosowania analogowe Typowy sposób podłączenia z obciążeniem Czujniki bliskości Analogowy czujnik Halla połączony z komparatorem 22

23 Hallotrony zastosowania analogowe Regulowany czujnik prądu Czujnik liniowy w sprzężeniu zwrotnym Czujnik poziomu/przechyłu Czujnik temperatury/ciśnienia 23

24 Hallotrony zastosowania analogowe Czujnik prędkości obrotowej Kontrola prędkości Sterowanie zależnościami czasowymi silnika Wykrywanie bezruchu, zbyt niskiej, za wysokiej prędkości Detekcja prędkości obrotowej dysku Element regulacji obrotów wiatraka Wiertarki, zliczanie butelek, Detekcja pozycji migawki aparatu Czujnik przepływu, Tachometry Czytnik kart magnetycznych 24

25 Hallotrony zastosowania analogowe Czujnik położenia/kąta przepustnicy I naprawdę wiele, wiele innych zastosowań - wykrywacze metalu (złamanie symetrii pola w obecności metalu) - manipulatory i dźwignie mechaniczne do kontroli urządzeń (dźwigi, wózki widłowe, koparki) - kompasy 25

26 Hallotrony zalety Odporny na warunki atmosferyczne, kurz, wodę, brud (czyli można go użyć tam, gdzie metody np. optyczne nie zdają egzaminu). Prosty w budowie (wyłącznie ciało stałe) Tani, długi czas życia Brak ruchomych części Powtarzalne działanie Szeroki zakres temp. pracy (-40 to +150 C) Z pomiaru napięcia Halla można określić też: - typ przewodnictwa (elektronowe n lub dziurowe p) - ruchliwość nośników - koncentrację nośników n - szerokość przerwy energetycznej Eg 26

27 Magnetorezystory Magnetorezystor wykazuje zależność rezystancji od pola magnetycznego. Wczesne lata rozwoju magnetorezystorów wiązały się z wykorzystaniem półprzewodników, np. InSb dla pól B > 2 kgs. Obecnie wykorzystuje się zjawiska magnetorezystancyjne zachodzące w: metalach ferromagnetycznych (efekt Thomsona) zwany również efektem AMR (anisotropic magnetoresistance), warstwowych strukturach magnetycznych (efekt GMR giant magnetoresistance) magnetycznych złączach tunelowych (MTJ magnetic tunnel junction) Elementy AMR wchodzą w użycie wraz z rozwojem technologii cienkowarstwowych. Stosuje się stopy: Ni Fe Ni Co Ni Fe Co Permaloj (z ang. permalloy) stop żelaza (21%) i niklu (79%), materiał, którego właściwości magnetyczne (tzw. "miękkość magnetyczna") wykorzystywane są do budowy rdzeni transformatorów. Materiał ten charakteryzuje duża podatność magnetyczna, tj. łatwo się na- i rozmagnesowuje (Wikipedia). Zmiana rezystancji w funkcji pola magnetycznego zależy od kąta, jaki tworzy kierunek prądu z osią anizotropii magnet. (oś łatwego magnesowania). 27

28 Magnetorezystory (MR) a czujniki Halla porównanie dla krzemowego czujnika Halla i magnetorezystancyjnego NiFe (cienkowarstwowego). 1. Technologie wytwarzania czujników obu typów są kompatybilne z technologią wytwarzania układów scalonych i można wytworzyć czujniki zintegrowane. 2. Czujnik MR jest około 200 razy bardziej czuły niż czujnik Halla (krzemowy). Co więcej można sterować czułością przez zmianę grubości warstwy i szerokość paska. 3. Efekt Halla jest ściśle liniowy bez efektów nasycenia nawet w ekstremalnie wysokich polach magnetycznych. 4. Efekt Halla występuje dla pól skierowanych prostopadle do płaszczyzny elementu. Efekt MR występuje dla pól skierowanych wzdłuż płaszczyzny elementu w kierunku jego długości. 5. Oba efekty występują dla pól niezmiennych w czasie i mogą być wykorzystane do konstrukcji czujników wielkości statycznych (zero speed sensors). 28

29 Magnetorezystor anizotropowy (AMR) Wykorzystuje efekt anizotropowej magnetorezystancji (tzw. anomalia). AMR - zjawisko występujące w metalach i stopach ferromagnetycznych, objawiające się zmianą oporności pod wpływem zmiany orientacji namagnesowania materiału względem kierunku płynącego przez niego prądu. Zmiany oporu elektrycznego zachodzą w znacznie mniejszych natężeniach pola magnetycznego, niż ma to miejsce w przypadku zwyczajnego magnetooporu. H wektor pola magnetycznego M wektor namagnesowania Charakter zmian rezystancji elementu MR w funkcji pola zależy od kąta, jaki tworzy kierunek prądu wzgl. tzw. osi anizotropii magnetycznej (osi łatwego magnesowania, która indukuje się w cienkiej warstwie w trakcie procesu technologicznego). Dla ε = ± 45 zależność kwaziliniowa 29

30 Magnetorezystor AMR - zastosowania Typowe (dzięki możliwości analizy pól z rozdzielczością co najmniej 1 μt*): pomiary ziemskiego pola magnetycznego, konstrukcja kompasów elektronicznych magnetyczna detekcja pojazdów. W miernictwie elektrycznym: separacja galwaniczna w układzie pracującym jako transformator prądu stałego, przetwornik mocy pracujący jako mnożnik prądów, transformowanie, dodawanie lub mnożenie dwóch sygnałów prądowych, bezstykowy pomiar prądu. Pomiar wielkości mechanicznych: przesunięcia liniowego oraz określanie położenia, kąta i prędkości obrotowej, ciśnienia, drgań i przyspieszeń, momentu obrotowego, kształtu. Badania materiałowe - pozwalają one na badanie nieniszczące materiałów ferromagnetycznych. * Natężenie pola magnetycznego jest znacznie większe w jądrze Ziemi niż na jego powierzchni. Według pomiarów z 2010, przeciętne natężenie pola magnetycznego w jądrze zewnętrznym wynosi 25 Gausów - 50 razy tyle co na powierzchni Ziemi. 30

31 Magnetorezystor AMR praktyczne rozwiązanie L kierunek osi anizotropii Konstrukcja typu Barber-pole firmy PHILIPS. Paski metaliczne Au lub Al (pod kątem 45 o ) wymuszają kierunek przepływu prądu. Zasada działania czujnika AMR Barber-pole: 1. Jeśli pole zewnętrzne Hx = 0, cienka warstwa jest namagnesowana w kierunku paska (na skutek wpływu anizotropii indukowanej w procesie wytwarzania warstwy). 2. Mierzone pole Hx jest skierowane prostopadle do osi paska (w płaszczyźnie warstwy) i powoduje obrót wektora namagnesowania. 3. Zmiana rezystancji ΔR/R zależy od kąta ϑ między kierunkiem wektora namagnesowania a kierunkiem przepływu prądu: a) a) czujnik Barber-pole, b) czujnik w układzie mostkowym (kompensacja składowej stałej R) b) 4. Dzięki orientacji pasków 45 o uzyskuje się w przybliżeniu liniową charakterystykę czujnika. 31

32 Magnetorezystor AMR praktyczne rozwiązanie Charakterystyka czujnika Barber pole w przybliżeniu liniowa (w pewnym zakresie). Współczynnik magnetorezystywności Δρ/ρ dla typowej cienkiej warstwy permalojowej (81/19 NiFe) jest równy ok. 2%. 32

33 Gigantyczna magnetorezystancja GMR (giant magnetoresistance) Jest to gwałtowny spadek rezystancji w obecności pola magnetycznego w strukturze wielowarstwowej, gdzie warstwy magnetyczne ( Fe, Co ) przedzielone są warstwami niemagnetycznymi ( Cu, Ag ) (Baibich 1988). 1. W stanie początkowym (dla H x = 0) obie warstwy namagnesowane są antyrównolegle (ze względu na oddziaływanie wzajemne warstw). 2. Umieszczenie czujnika w polu magnetycznym powoduje, że obie warstwy są namagnesowane równolegle. 3. Przejściu od stanu antyrównoległego namagnesowania do równoległego namagnesowania towarzyszy duża zmiana rezystancji nawet rzędu kilkuset %. Rozpraszanie elektronu w zależności od kierunku spinu względem wektora namagnesowania M a spin w górę, b spin w dół 33

34 GMR zawór spinowy Stan początkowego namagnesowania antyrównoległego występuje naturalnie w magnetorezystorach, w których przekładka jest bardzo cienka o grubości kilku atomów. Wówczas na skutek sprzężenia między dwoma warstwami magnesują się one antyrównolegle (w tego typu konstrukcjach wykryto zjawisko GMR po raz pierwszy). WADA: Warstwy silnie sprzężone wymagają znacznych większych wartości pola magnetycznego do pokonania tego sprzężenia. Czujniki takie były więc o małej czułości. Zawór spinowy (spin valve) zwiększono grubość przekładki, a namagnesowanie antyrównoległe uzyskuje się, nanosząc na jedną z warstw dodatkową warstwę podmagnesowującą z antyferromagnetyka (najczęściej FeMn). Druga warstwa - miękki magnetyk (np. NiFe), da się przemagnesować małym polem. Przekładka Cu zapobiega sprzężeniu magn. między warstwami. Zmiana R: kilka-kilkanaście %, ale występuje ona przy wartościach pola ok. dziesięć razy mniejszych niż w przypadku czujników klasycznych GMR. Konstrukcja czujnika typu zawór spinowy Charakterystyka przetwarzania 34

35 GMR zawór spinowy W praktyce wytwarza się supersieci układ typu: warstwa magnetyczna /warstwa niemagnetyczna powtarzany jest wiele razy (np. 100) Charakterystyka supersieci GMR [Co (1.1nm) Cu(0.9nm)] 100 Względna zmiana rezystancji w funkcji natężenia pola magnetycznego Wytwarzając strukturę w postaci tzw. zaworu spinowego uzyskuje się czułości dla małych pól magnetycznych. 35

36 GMR zawór spinowy M=f(H) R=f(H) IBM Almaden Res. Center _Education/Lectures_Courses/Coehoorn_Lecture-Notes-SVs-Part1-final.pdf 36

37 Magnetyczne złącza tunelowe (Magnetic Tunnel Junction MTJ) IBM Almaden Res. Center Do przemagnesowania potrzebne pole znacznie mniejsze niż dla zaworów spinowych. 1. Dwie feromagnetyczne elektrody oddzielone są tunelową warstwą izolatora (np. Al 2 O 3 ). 2. Prąd płynie prostopadle do złącza. 3. Przy antyrównoległych orientacjach warstwy swobodnej (górnej - free) i zamocowanej (dolnej- pinned) występuje niska rezystancja. 4. Przemagnesowanie warstwy górnej (polem zewnętrznego prądu) do orientacji równoległej daje wzrost rezystancji (kilkanaście %). Czułości porównywalne jak dla czujników AMR, ale MTJ drogie (bo droga technologia! cienki izolator o grubości kilku warstw atomowych). 37

38 Przykład czujnika MTJ Struktura czujnika niskiego pola magnetycznego STJ-001. Obszar aktywny (elipsa) 4x2 m. Podłoże: kwadratowe o dł. boku 1.27 mm i grubości 300 m. Posiada 4 kontakty do bondingu drutowego, które umożliwiają pomiar 4-punktowy rezystancji czujnika. Czułość STJ-001: 5 nt (10 tys. razy mniej niż pole ziemskie). Micro Magnetics: 38

39 Przykład czujnika MTJ izolator MgO Warstwa swobodna izolator Warstwa zamocowana Schematic layer structure of an MgObased magnetic tunnel junction sensor Micro Magnetics: 39

40 Zastosowania czujników MR Głowica odczytowa w napędzie dyskowym Pierwsza głowica z czujnikiem MR 1970 r. Głowice do odczytu taśm, IBM 1985 r. Obecnie wszystkie głowice do twardych dysków wykorzystują elementy MR do odczytu. Zasada działania magnetorezystancyjnej głowicy odczytowej. Istotne są zmiany strumienia w kierunku prostopadłym do powierzchni nośnika. 40

41 Zastosowania czujników MR Najważniejsze zastosowanie: głowice odczytu informacji (zastąpiły wcześniej stosowane głowice indukcyjne). Zalety (w odniesieniu do głowic indykcyjnych): niezależność sygnału od szybkości przesuwu źródła pola magnetycznego, większa czułość (możliwość zastosowania w dyskach o większej gęstości zapisu). Wada: nie można za ich pomocą zapisywać informacji. Źródło: 1. Informacja jest przechowywana w magnetycznych bitach, tzn. konkretny zwrot wektora magnetyzacji obszaru bitu oznacza 1, a zwrot przeciwny jest równoważny logicznemu Obracający się talerz powoduje, że głowica GMR zostaje po kolei poddana działaniu odpowiednio skierowanych pól magnetycznych pochodzących od kolejnych obszarów bitowych. 3. W ten sposób przemagnesowaniu może ulegać warstwa swobodna elementu GMR, a co za tym idzie ma miejsce zmiana jego rezystancji. 4. Rejestrując prąd płynący przez element GMR jesteśmy w stanie odtworzyć zakodowaną informację. Nowoczesne głowice odczytujące tego typu umożliwiają odczyt informacji o gęstości zapisu 41 nawet 100 Gbit/cal 2.

42 Zapis informacji na twardym dysku głowica indukcyjna Źródło: 1. Do zapisu danych służy indukcyjna głowica cienkowarstwowa (jej mikroskopijna cewka ma około 10 zwojów). 2. Gdy na twardym dysku zapisywane są dane, specjalny układ elektroniczny wysyła impulsy elektryczne do cewki. 3. W ten sposób indukowane jest pole magnetyczne, które przemagnesowuje lokalny obszar na dysku, 42 ustawiając odpowiednią wartość bitu.

43 Zastosowania czujników MR Głowice w napędzie dyskowym: odczytująca i zapisująca IBM Almaden Res. Center Warto zobaczyć! animacje: 43

44 Magnetic Field Sensors Based on Giant Magnetoresistance (GMR) Technology: Applications in Electrical Current Sensing, Sensors 2009, 9, Zastosowania czujników MR Bezstykowe pomiary prądu DC i AC, transformowanie prądów stałych Wykrywanie zmian położenia i obrotu materiałów magnetycznych Busole cyfrowe (wskazanie kierunku magnetycznego pola Ziemi) Czytniki kart kredytowych i telefonicznych Wykrywanie kształtu monet w automatach wrzutowych Wykrywanie wad montażu i defektów w strukturach półprzewodnikowych Monitoring ruchu ulicznego Czujniki wielkości mechanicznych: przesunięcia, obrotu, drgań itd.. Wykrywanie poruszających się pojazdów Pamięci MRAM 44

45 Zastosowania czujników MR MRAM (Magnetic RAM) magnetyczna pamięć nieulotna o dostępie swobodnym Zapis MRAM: 1. Prąd płynący przez linie programujące generuje pola magnetyczne 2. Do zaprogramowania bitu konieczna SUMA pól magnetycznych obu linii Cechy MRAM: Nieulotna Nieskończona ilość zapisów bez zużycia Szybki zapis (nawet kilka ns) Niska energia zapisu Niedestrukcyjny odczyt Odczyt MRAM: Prąd płynie przez bit, wykrywana jest zmiana rezystancji bitu 45

46 Zastosowania czujników MR Układ identyfikacji monet W trakcie przemieszczania monety w polu cewki indukują się prądy wirowe. Mierzone jest przesunięcie fazowe między sygnałem cewki i magnetorezystora, charakterystyczne dla danego rodzaju monety, a niezależne od szybkości przemieszczania monety. 46

47 Zastosowania czujników MR Układ ABS z czujnikami MR Przy tendencji poślizgowej układ elektroniczny oraz hydrauliczny wpływają na odpowiednie hamulce. 47

48 Zastosowania czujników MR Zastosowanie magnetorezystorów MTJ Nieinwazyjna diagnostyka w przemyśle półprzewodnikowym i elektronicznym. Uzyskiwany jest obraz pola magnetycznego skutek przepływu prądu w układzie. defekty połączeń w mikrostrukturach 48

49 Zastosowania czujników MR Zastosowanie magnetorezystorów MTJ Wykrywanie wad projektu / montażu Więcej zastosowań: 49

50 Zastosowania medyczne Zastosowania czujników MR Kapsuła endoskopowa po połykania (Given Imaging) Inteligentna pigułka 50

51 Zastosowania czujników MR Urządzenia mobilne - kompas elektroniczny Nowoczesne smartfony GPS posiadają 3-osiowe magnetometry krzemowe, np. Apple iphone 3GS, Nokia N97 and N900, Motorola Droid, Google Nexus 1. Kompas współpracuje z oprogramowaniem czasu rzeczywistego, które wyświetla informację o scenie obserwowanej przez kamere telefonu (LAYAR:

52 Przemysł samochodowy Zastosowania czujników MR 52

53 Przemysł samochodowy Zastosowania czujników MR Czujniki prędkości obrotowej (np. wału korbowego, wałka rozrządu) musza być precyzyjne. Czujniki indukcyjne nie nadają się, bo nie mogą mierzyć w pozycji zerowej (brak obrotów) i potrzeba dużej prędkości dla dużej precyzji. Czujniki Halla (również AMR i GMR) mierzą również w zerze. Sygnalizacja położenia turbosprężarek, zawory recyrkulacji spalin (EGR), położenia przepustnicy, itp. Czujnik Halla jest używany do wskazania pozycji manualnej skrzyni biegów w aucie na postoju. Rynek czujników magnetycznych 2006 do 2013 (isuppli) 53

Technika sensorowa. Czujniki magnetyczne cz.2

Technika sensorowa. Czujniki magnetyczne cz.2 Technika sensorowa Czujniki magnetyczne cz.2 dr inż. Wojciech Maziarz, prof. dr hab. T. Pisarkiewicz Katedra Elektroniki C-1, p.301, tel. 12 617 30 39 Kontakt: Wojciech.Maziarz@agh.edu.pl 1 Magnetorezystory

Bardziej szczegółowo

Zastosowanie GMR w dyskach twardych HDD i pamięci MRAM

Zastosowanie GMR w dyskach twardych HDD i pamięci MRAM Część 3 Zastosowanie GMR w dyskach twardych HDD i pamięci MRAM wiadomości wstępne krótka historia dysków od czasu odkrycia GMR rozwój głowic MR i GMR odczyt danych, ogólna budowa głowicy budowa i działanie

Bardziej szczegółowo

Badanie czujników pola magnetycznego wykorzystujących zjawisko gigantycznego magnetooporu

Badanie czujników pola magnetycznego wykorzystujących zjawisko gigantycznego magnetooporu Badanie czujników pola magnetycznego wykorzystujących zjawisko gigantycznego magnetooporu Uczestnicy: Łukasz Grabowski Barbara Latacz Kamil Mrzygłód Michał Papaj Opiekunowie naukowi: prof. dr hab. Jan

Bardziej szczegółowo

Klasyczny efekt Halla

Klasyczny efekt Halla Klasyczny efekt Halla Rysunek pochodzi z artykułu pt. W dwuwymiarowym świecie elektronów, autor: Tadeusz Figielski, Wiedza i Życie, nr 4, 1999 r. Pełny tekst artykułu dostępny na stronie http://archiwum.wiz.pl/1999/99044800.asp

Bardziej szczegółowo

Podstawy Mikroelektroniki

Podstawy Mikroelektroniki Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział IEiT Katedra Elektroniki Podstawy Mikroelektroniki Temat ćwiczenia: Nr ćwiczenia 1 Pomiary charakterystyk magnetoelektrycznych elementów spintronicznych-wpływ

Bardziej szczegółowo

Stanowisko do pomiaru magnetorezystancji elementu odczytowego głowicy dysku twardego

Stanowisko do pomiaru magnetorezystancji elementu odczytowego głowicy dysku twardego Stanowisko do pomiaru magnetorezystancji elementu odczytowego głowicy dysku twardego Opracował : Witold Skowroński Konsultacja: prof. Tomasz Stobiecki Dr Maciej Czapkiewicz Dr inż. Mirosław Żołądź 1. Opis

Bardziej szczegółowo

Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski

Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski Plan referatu Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski 1. Podstawowe definicje ffl wektory: E, B, ffl nośniki ładunku: elektrony i dziury, ffl podział ciał stałych ze względu na własności elektryczne:

Bardziej szczegółowo

Wybrane elementy elektroniczne. Rezystory NTC. Rezystory NTC

Wybrane elementy elektroniczne. Rezystory NTC. Rezystory NTC Wybrane elementy elektroniczne Rezystory NTC Czujniki temperatury Rezystancja nominalna 20Ω 40MΩ (typ 2kΩ 40kΩ) Współczynnik temperaturowy -2-5% [%/K] Max temperatura pracy 120 200 (350) [ºC] Współczynnik

Bardziej szczegółowo

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2) Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2) 1. Wymagane zagadnienia - ruch ładunku w polu magnetycznym, siła Lorentza, pole elektryczne - omówić zjawisko Halla, wyprowadzić wzór na napięcie

Bardziej szczegółowo

Technika sensorowa. Czujniki magnetyczne cz.1

Technika sensorowa. Czujniki magnetyczne cz.1 Technika sensorowa Czujniki magnetyczne cz.1 dr inż. Wojciech Maziarz, prof. dr hab. T. Pisarkiewicz Katedra Elektroniki C-1, p.301, tel. 12 617 30 39 Kontakt: Wojciech.Maziarz@agh.edu.pl 1 http://www51.honeywell.com/aero/common/documents/myaerospacecatalog-documents/defense_brochures-documents/hmc5843.pdf

Bardziej szczegółowo

Podstawy mechatroniki 5. Sensory II

Podstawy mechatroniki 5. Sensory II Podstawy mechatroniki 5. Sensory Politechnika Poznańska Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn Poznań, 20 grudnia 2015 Budowa w odróżnieniu od czujników indukcyjnych mogą, oprócz obiektów metalowych wykrywać,

Bardziej szczegółowo

Siła magnetyczna działająca na przewodnik

Siła magnetyczna działająca na przewodnik Siła magnetyczna działająca na przewodnik F 2 B b F 1 F 3 a F 4 I siła Lorentza: F B q v B IL B F B ILBsin a moment sił działający na ramkę: M' IabBsin a B F 2 b a S M moment sił działający cewkę o N zwojach

Bardziej szczegółowo

i elementy z półprzewodników homogenicznych część II

i elementy z półprzewodników homogenicznych część II Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych część II Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Bardziej szczegółowo

Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy

Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy Ćwiczenie 13 Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy 13.1. Zasada ćwiczenia W uzwojeniu, umieszczonym na żelaznym lub stalowym rdzeniu, wywołuje się przepływ prądu o stopniowo zmienianej

Bardziej szczegółowo

Efekt Halla. Cel ćwiczenia. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Siła Loretza

Efekt Halla. Cel ćwiczenia. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Siła Loretza Efekt Halla Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Wstęp Siła Loretza Na ładunek elektryczny poruszający się w polu magnetycznym w kierunku prostopadłym do linii pola magnetycznego działa

Bardziej szczegółowo

Oddziaływanie wirnika

Oddziaływanie wirnika Oddziaływanie wirnika W każdej maszynie prądu stałego, pracującej jako prądnica lub silnik, może wystąpić taki szczególny stan pracy, że prąd wirnika jest równy zeru. Jedynym przepływem jest wówczas przepływ

Bardziej szczegółowo

Czujniki. Czujniki służą do przetwarzania interesującej nas wielkości fizycznej na wielkość elektryczną łatwą do pomiaru. Najczęściej spotykane są

Czujniki. Czujniki służą do przetwarzania interesującej nas wielkości fizycznej na wielkość elektryczną łatwą do pomiaru. Najczęściej spotykane są Czujniki Ryszard J. Barczyński, 2010 2015 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Czujniki Czujniki służą do przetwarzania interesującej

Bardziej szczegółowo

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 170013 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 297079 (22) Data zgłoszenia: 17.12.1992 (51) IntCl6: H01L 29/792 (

Bardziej szczegółowo

Wykład FIZYKA II. 5. Magnetyzm

Wykład FIZYKA II. 5. Magnetyzm Wykład FIZYKA II 5. Magnetyzm Katedra Optyki i Fotoniki Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechnika Wrocławska http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka2.html ELEKTRYCZNOŚĆ I MAGNETYZM q q magnetyczny???

Bardziej szczegółowo

(zwane również sensorami)

(zwane również sensorami) Czujniki (zwane również sensorami) Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Czujniki Czujniki służą do

Bardziej szczegółowo

Front-end do czujnika Halla

Front-end do czujnika Halla Front-end do czujnika Halla Czujnik Halla ze względu na możliwość dużej integracji niezbędnych w nim komponentów jest jednym z podstawowych sensorów pola magnetycznego używanych na szeroką skalę. Marcin

Bardziej szczegółowo

Czym jest prąd elektryczny

Czym jest prąd elektryczny Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,

Bardziej szczegółowo

Pole elektromagnetyczne

Pole elektromagnetyczne Pole elektromagnetyczne Pole magnetyczne Strumień pola magnetycznego Jednostką strumienia magnetycznego w układzie SI jest 1 weber (1 Wb) = 1 N m A -1. Zatem, pole magnetyczne B jest czasem nazywane gęstością

Bardziej szczegółowo

Pamięci magnetorezystywne MRAM czy nowa technologia podbije rynek pamięci RAM?

Pamięci magnetorezystywne MRAM czy nowa technologia podbije rynek pamięci RAM? 1 Pamięci magnetorezystywne MRAM czy nowa technologia podbije Pamięci magnetorezystywne MRAM czy nowa technologia podbije rynek pamięci RAM? Na rynku pamięci RAM od dawna dominują układy zawierające pamięci

Bardziej szczegółowo

Silniki prądu stałego z komutacją bezstykową (elektroniczną)

Silniki prądu stałego z komutacją bezstykową (elektroniczną) Silniki prądu stałego z komutacją bezstykową (elektroniczną) Silnik bezkomutatorowy z fototranzystorami Schemat układu przekształtnikowego zasilającego trójpasmowy silnik bezszczotkowy Pojedynczy cykl

Bardziej szczegółowo

The use of magnetoresistive sensor for measuring magnetic fields. Zastosowanie czujnika magnetorezystancyjnego do pomiaru pól magnetycznych.

The use of magnetoresistive sensor for measuring magnetic fields. Zastosowanie czujnika magnetorezystancyjnego do pomiaru pól magnetycznych. Mateusz Szczepan IV rok Łukasz Wajdzik IV rok Koło Naukowe Techniki Cyfrowej dr inż. Wojciech Mysiński opiekun naukowy The use of magnetoresistive sensor for measuring magnetic fields The article presents

Bardziej szczegółowo

F = e(v B) (2) F = evb (3)

F = e(v B) (2) F = evb (3) Sprawozdanie z fizyki współczesnej 1 1 Część teoretyczna Umieśćmy płytkę o szerokości a, grubości d i długości l, przez którą płynie prąd o natężeniu I, w poprzecznym polu magnetycznym o indukcji B. Wówczas

Bardziej szczegółowo

Laboratorium Sensorów i Pomiarów Wielkości Nieelektrycznych. Ćwiczenie. Czujniki pól magnetycznych. Badanie czujnika indukcyjnego i hallotronu

Laboratorium Sensorów i Pomiarów Wielkości Nieelektrycznych. Ćwiczenie. Czujniki pól magnetycznych. Badanie czujnika indukcyjnego i hallotronu Ćwiczenie Czujniki pól magnetycznych. Badanie czujnika indukcyjnego i hallotronu Instrukcja laboratoryjna Człowiek - najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego

Bardziej szczegółowo

Ruch ładunków w polu magnetycznym

Ruch ładunków w polu magnetycznym Ruch ładunków w polu magnetycznym Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Ruch ładunków w polu magnetycznym

Bardziej szczegółowo

Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika. r opór wewnętrzny baterii R- opór opornika

Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika. r opór wewnętrzny baterii R- opór opornika Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika r opór wewnętrzny baterii - opór opornika V b V a V I V Ir Ir I 2 POŁĄCZENIE SZEEGOWE Taki sam prąd płynący przez oba oporniki

Bardziej szczegółowo

Pole magnetyczne Ziemi. Pole magnetyczne przewodnika z prądem

Pole magnetyczne Ziemi. Pole magnetyczne przewodnika z prądem Pole magnetyczne Własność przestrzeni polegającą na tym, że na umieszczoną w niej igiełkę magnetyczną działają siły, nazywamy polem magnetycznym. Pole takie wytwarza ruda magnetytu, magnes stały (czyli

Bardziej szczegółowo

Układy zasilania samochodowych silników spalinowych. Bartosz Ponczek AiR W10

Układy zasilania samochodowych silników spalinowych. Bartosz Ponczek AiR W10 Układy zasilania samochodowych silników spalinowych Bartosz Ponczek AiR W10 ECU (Engine Control Unit) Urządzenie elektroniczne zarządzające systemem zasilania silnika. Na podstawie informacji pobieranych

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 Parametry statyczne tranzystorów polowych złączowych Cel ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk tranzystorów polowych złączowych

Bardziej szczegółowo

Mikrosystemy Czujniki magnetyczne. Prezentacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt.

Mikrosystemy Czujniki magnetyczne. Prezentacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt. Mikrosystemy Czujniki magnetyczne Prezentacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt. Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń - zintegrowany

Bardziej szczegółowo

Budowa. Metoda wytwarzania

Budowa. Metoda wytwarzania Budowa Tranzystor JFET (zwany też PNFET) zbudowany jest z płytki z jednego typu półprzewodnika (p lub n), która stanowi tzw. kanał. Na jego końcach znajdują się styki źródła (ang. source - S) i drenu (ang.

Bardziej szczegółowo

Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem

Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem Ćwiczenie E7 Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem E7.1. Cel ćwiczenia Prąd elektryczny płynący przez przewodnik wytwarza wokół niego pole magnetyczne. Ćwiczenie polega na pomiarze

Bardziej szczegółowo

Własności magnetyczne materii

Własności magnetyczne materii Własności magnetyczne materii Ośrodek materialny wypełniający solenoid (lub cewkę) wpływa na wartość indukcji magnetycznej, strumienia, a także współczynnika indukcji własnej solenoidu. Trzy rodzaje materiałów:

Bardziej szczegółowo

Katedra Elektroniki ZSTi. Lekcja 12. Rodzaje mierników elektrycznych. Pomiary napięći prądów

Katedra Elektroniki ZSTi. Lekcja 12. Rodzaje mierników elektrycznych. Pomiary napięći prądów Katedra Elektroniki ZSTi Lekcja 12. Rodzaje mierników elektrycznych. Pomiary napięći prądów Symbole umieszczone na przyrządzie Katedra Elektroniki ZSTiO Mierniki magnetoelektryczne Budowane: z ruchomącewkąi

Bardziej szczegółowo

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym Ćwiczenie E6 Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym E6.1. Cel ćwiczenia Na zamkniętą pętlę przewodnika z prądem, umieszczoną w jednorodnym polu magnetycznym, działa skręcający moment

Bardziej szczegółowo

Nadprzewodniki. W takich materiałach kiedy nastąpi przepływ prądu może on płynąć nawet bez przyłożonego napięcia przez długi czas! )Ba 2. Tl 0.2.

Nadprzewodniki. W takich materiałach kiedy nastąpi przepływ prądu może on płynąć nawet bez przyłożonego napięcia przez długi czas! )Ba 2. Tl 0.2. Nadprzewodniki Pewna klasa materiałów wykazuje prawie zerową oporność (R=0) poniżej pewnej temperatury zwanej temperaturą krytyczną T c Większość przewodników wykazuje nadprzewodnictwo dopiero w temperaturze

Bardziej szczegółowo

Elementy elektrotechniki i elektroniki dla wydziałów chemicznych / Zdzisław Gientkowski. Bydgoszcz, Spis treści

Elementy elektrotechniki i elektroniki dla wydziałów chemicznych / Zdzisław Gientkowski. Bydgoszcz, Spis treści Elementy elektrotechniki i elektroniki dla wydziałów chemicznych / Zdzisław Gientkowski. Bydgoszcz, 2015 Spis treści Przedmowa 7 Wstęp 9 1. PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI 11 1.1. Prąd stały 11 1.1.1. Podstawowe

Bardziej szczegółowo

Pole magnetyczne Wykład LO Zgorzelec 13-01-2016

Pole magnetyczne Wykład LO Zgorzelec 13-01-2016 Pole magnetyczne Igła magnetyczna Pole magnetyczne Magnetyzm ziemski kompas Biegun północny geogr. Oś obrotu deklinacja Pole magnetyczne Ziemi pochodzi od dipola magnetycznego. Kierunek magnetycznego momentu

Bardziej szczegółowo

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski Wykład 14: Pole magnetyczne cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ Wektor indukcji pola magnetycznego, siła Lorentza v F L Jeżeli na dodatni ładunek

Bardziej szczegółowo

Momentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości:

Momentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości: 1 W stanie równowagi elektrostatycznej (nośniki ładunku są w spoczynku) wewnątrz przewodnika natężenie pola wynosi zero. Cały ładunek jest zgromadzony na powierzchni przewodnika. Tuż przy powierzchni przewodnika

Bardziej szczegółowo

Diagnostyka układów elektrycznych i elektronicznych pojazdów samochodowych. 1.1.1. Podstawowe wielkości i jednostki elektryczne

Diagnostyka układów elektrycznych i elektronicznych pojazdów samochodowych. 1.1.1. Podstawowe wielkości i jednostki elektryczne Diagnostyka układów elektrycznych i elektronicznych pojazdów samochodowych 1. Prąd stały 1.1. Obwód elektryczny prądu stałego 1.1.1. Podstawowe wielkości i jednostki elektryczne 1.1.2. Natężenie prądu

Bardziej szczegółowo

Wyznaczanie składowej poziomej natężenia pola magnetycznego Ziemi za pomocą busoli stycznych

Wyznaczanie składowej poziomej natężenia pola magnetycznego Ziemi za pomocą busoli stycznych Ćwiczenie E12 Wyznaczanie składowej poziomej natężenia pola magnetycznego Ziemi za pomocą busoli stycznych E12.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wartości składowej poziomej natężenia pola

Bardziej szczegółowo

dr inż. Zbigniew Szklarski

dr inż. Zbigniew Szklarski Wykład 13: Pole magnetyczne dr inż. Zbigniew Szklarski szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ Wektor indukcji pola magnetycznego, siła Lorentza v v L Jeżeli na dodatni ładunek q poruszający

Bardziej szczegółowo

Czego można się nauczyć z prostego modelu szyny magnetycznej

Czego można się nauczyć z prostego modelu szyny magnetycznej Czego można się nauczyć z prostego modelu szyny magnetycznej 1) Hamowanie magnetyczne I B F L m v L Poprzeczka o masie m może się przesuwać swobodnie po dwóch równoległych szynach, odległych o L od siebie.

Bardziej szczegółowo

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Sensory (czujniki)

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Sensory (czujniki) Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne Sensory (czujniki) 1 Zestawienie najważniejszych wielkości pomiarowych w układach mechatronicznych Położenie (pozycja), przemieszczenie Prędkość liniowa,

Bardziej szczegółowo

Lekcja 59. Histereza magnetyczna

Lekcja 59. Histereza magnetyczna Lekcja 59. Histereza magnetyczna Histereza - opóźnienie w reakcji na czynnik zewnętrzny. Zjawisko odkrył i nazwał James Alfred Ewing w roku 1890. Najbardziej znane przypadki histerezy występują w materiałach

Bardziej szczegółowo

BADANIE EFEKTU HALLA

BADANIE EFEKTU HALLA Ćwiczenie 57 BADANIE EFEKTU HALLA Cel ćwiczenia: wyznaczenie charakterystyk statycznych i stałej hallotronu oraz określenie typu przewodnictwa i koncentracji swobodnych nośników ładunku. Zagadnienia: zjawisko

Bardziej szczegółowo

Metody pomiarowe spinowego efektu Halla w nanourządzeniach elektroniki spinowej

Metody pomiarowe spinowego efektu Halla w nanourządzeniach elektroniki spinowej Metody pomiarowe spinowego efektu Halla w nanourządzeniach elektroniki spinowej Monika Cecot, Witold Skowroński, Sławomir Ziętek, Tomasz Stobiecki Wisła, 13.09.2016 Plan prezentacji Spinowy efekt Halla

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki sezon 2 4. Pole magnetyczne 1

Podstawy fizyki sezon 2 4. Pole magnetyczne 1 Podstawy fizyki sezon 2 4. Pole magnetyczne 1 Agnieszka Obłąkowska-Mucha AGH, WFIiS, Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek, D11, pok. 111 amucha@agh.edu.pl http://home.agh.edu.pl/~amucha Pola magnetycznego

Bardziej szczegółowo

Przyrządy i przetworniki pomiarowe

Przyrządy i przetworniki pomiarowe Przyrządy i przetworniki pomiarowe Są to narzędzia pomiarowe: Przyrządy -służące do wykonywania pomiaru i służące do zamiany wielkości mierzonej na sygnał pomiarowy Znajomość zasady działania przyrządów

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia modulacyjna

Spektroskopia modulacyjna Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,

Bardziej szczegółowo

Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja

Bardziej szczegółowo

Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET

Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja współfinansowana

Bardziej szczegółowo

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY MODUŁ MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA OPRACOWANE W RAMACH PROJEKTU: FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY WIRTUALNE LABORATORIA FIZYCZNE NOWOCZESNĄ METODĄ NAUCZANIA. PROGRAM NAUCZANIA FIZYKI Z ELEMENTAMI TECHNOLOGII

Bardziej szczegółowo

Narzędzia pomiarowe Wzorce Parametrami wzorca są:

Narzędzia pomiarowe Wzorce Parametrami wzorca są: Narzędzia pomiarowe zespół środków technicznych umożliwiających wykonanie pomiaru. Obejmują: wzorce przyrządy pomiarowe przetworniki pomiarowe układy pomiarowe systemy pomiarowe Wzorce są to narzędzia

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej Liniowe układy scalone w technice cyfrowej Wykład 6 Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych: konwertery prąd-napięcie i napięcie-prąd, źródła prądowe i napięciowe, przesuwnik fazowy Konwerter prąd-napięcie

Bardziej szczegółowo

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych 0 Podstawy metrologii 1. Model matematyczny pomiaru. 2. Wzorce jednostek miar. 3. Błąd pomiaru.

Bardziej szczegółowo

Zadanie 106 a, c WYZNACZANIE PRZEWODNICTWA WŁAŚCIWEGO I STAŁEJ HALLA DLA PÓŁPRZEWODNIKÓW. WYZNACZANIE RUCHLIWOŚCI I KONCENTRACJI NOŚNIKÓW.

Zadanie 106 a, c WYZNACZANIE PRZEWODNICTWA WŁAŚCIWEGO I STAŁEJ HALLA DLA PÓŁPRZEWODNIKÓW. WYZNACZANIE RUCHLIWOŚCI I KONCENTRACJI NOŚNIKÓW. Zadanie 106 a, c WYZNACZANIE PRZEWODNICTWA WŁAŚCIWEGO I STAŁEJ HALLA DLA PÓŁPRZEWODNIKÓW. WYZNACZANIE RUCHLIWOŚCI I KONCENTRACJI NOŚNIKÓW. 1. Elektromagnes 2. Zasilacz stabilizowany do elektromagnesu 3.

Bardziej szczegółowo

PRZETWORNIKI POMIAROWE

PRZETWORNIKI POMIAROWE PRZETWORNIKI POMIAROWE PRZETWORNIK POMIAROWY element systemu pomiarowego, który dokonuje fizycznego przetworzenia z określoną dokładnością i według określonego prawa mierzonej wielkości na inną wielkość

Bardziej szczegółowo

Miernictwo - W10 - dr Adam Polak Notatki: Marcin Chwedziak. Miernictwo I. dr Adam Polak WYKŁAD 10

Miernictwo - W10 - dr Adam Polak Notatki: Marcin Chwedziak. Miernictwo I. dr Adam Polak WYKŁAD 10 Miernictwo I dr Adam Polak WYKŁAD 10 Pomiary wielkości elektrycznych stałych w czasie Pomiary prądu stałego: Technika pomiaru prądu: Zakresy od pa do setek A Czynniki wpływające na wynik pomiaru (jest

Bardziej szczegółowo

M-1TI. PRECYZYJNY PRZETWORNIK RTD, TC, R, U NA SYGNAŁ ANALOGOWY 4-20mA Z SEPARACJĄ GALWANICZNĄ. 2

M-1TI. PRECYZYJNY PRZETWORNIK RTD, TC, R, U NA SYGNAŁ ANALOGOWY 4-20mA Z SEPARACJĄ GALWANICZNĄ.  2 M-1TI PRECYZYJNY PRZETWORNIK RTD, TC, R, U NA SYGNAŁ ANALOGOWY 4-20mA Z SEPARACJĄ GALWANICZNĄ www.metronic.pl 2 CECHY PODSTAWOWE Przetwarzanie sygnału z czujnika na sygnał standardowy pętli prądowej 4-20mA

Bardziej szczegółowo

Enkoder magnetyczny AS5040.

Enkoder magnetyczny AS5040. Enkoder magnetyczny AS5040. Edgar Ostrowski Jan Kędzierski www.konar.ict.pwr.wroc.pl Wrocław, 28.01.2007 1 Spis treści 1 Wstęp... 3 2 Opis wyjść... 4 3 Tryby pracy... 4 3.1 Tryb wyjść kwadraturowych...

Bardziej szczegółowo

Urządzenia półprzewodnikowe

Urządzenia półprzewodnikowe Urządzenia półprzewodnikowe Diody: - prostownicza - Zenera - pojemnościowa - Schottky'ego - tunelowa - elektroluminescencyjna - LED - fotodioda półprzewodnikowa Tranzystory - tranzystor bipolarny - tranzystor

Bardziej szczegółowo

Indukcja elektromagnetyczna. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Indukcja elektromagnetyczna. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Indukcja elektromagnetyczna Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Strumień indukcji magnetycznej Analogicznie do strumienia pola elektrycznego można

Bardziej szczegółowo

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym Ćwiczenie 11B Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym 11B.1. Zasada ćwiczenia Na zamkniętą pętlę przewodnika z prądem, umieszczoną w jednorodnym polu magnetycznym, działa skręcający

Bardziej szczegółowo

Dielektryki polaryzację dielektryka Dipole trwałe Dipole indukowane Polaryzacja kryształów jonowych

Dielektryki polaryzację dielektryka Dipole trwałe Dipole indukowane Polaryzacja kryształów jonowych Dielektryki Dielektryk- ciało gazowe, ciekłe lub stałe niebędące przewodnikiem prądu elektrycznego (ładunki elektryczne wchodzące w skład każdego ciała są w dielektryku związane ze sobą) Jeżeli do dielektryka

Bardziej szczegółowo

Materiały magnetycznie miękkie i ich zastosowanie w zmiennych polach magnetycznych. Jacek Mostowicz

Materiały magnetycznie miękkie i ich zastosowanie w zmiennych polach magnetycznych. Jacek Mostowicz Materiały magnetycznie miękkie i ich zastosowanie w zmiennych polach magnetycznych Jacek Mostowicz Plan seminarium Wstęp Materiały magnetycznie miękkie Podstawowe pojęcia Prądy wirowe Lepkość magnetyczna

Bardziej szczegółowo

Pole magnetyczne. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Pole magnetyczne. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Pole magnetyczne Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Pole magnetyczne Pole magnetyczne jest nierozerwalnie związane z polem elektrycznym. W zależności

Bardziej szczegółowo

Badanie pętli histerezy magnetycznej ferromagnetyków, przy użyciu oscyloskopu (E1)

Badanie pętli histerezy magnetycznej ferromagnetyków, przy użyciu oscyloskopu (E1) Badanie pętli histerezy magnetycznej ferromagnetyków, przy użyciu oscyloskopu (E1) 1. Wymagane zagadnienia - klasyfikacja rodzajów magnetyzmu - własności magnetyczne ciał stałych, wpływ temperatury - atomistyczna

Bardziej szczegółowo

PRZYRZĄDY POMIAROWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

PRZYRZĄDY POMIAROWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego PRZYRZĄDY POMIAROWE Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Przyrządy pomiarowe Ogólny podział: mierniki, rejestratory, detektory, charakterografy.

Bardziej szczegółowo

(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/DE03/00923 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/DE03/00923 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 204399 (21) Numer zgłoszenia: 370760 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 20.03.2003 (86) Data i numer zgłoszenia

Bardziej szczegółowo

Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym

Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym Ćwiczenie 11A Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym 11A.1. Zasada ćwiczenia W ćwiczeniu mierzy się przy pomocy wagi siłę elektrodynamiczną, działającą na odcinek przewodnika

Bardziej szczegółowo

Elementy indukcyjne. duża czułość i sztywność układu stateczne i bezstopniowe przekazywanie sygnału mała siła oddziaływania duża pewność ruchu

Elementy indukcyjne. duża czułość i sztywność układu stateczne i bezstopniowe przekazywanie sygnału mała siła oddziaływania duża pewność ruchu Elementy indukcyjne Elementem indukcyjnym nazywamy urządzenie, którego zadaniem jest przetworzenie dowolnej wielkości nieelektrycznej lub elektrycznej na elektryczny sygnał napięciowy lub prądowy. Sygnał

Bardziej szczegółowo

Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra Urządzeń Elektrycznych i Techniki Wysokich Napięć. Dr hab.

Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra Urządzeń Elektrycznych i Techniki Wysokich Napięć. Dr hab. Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra Urządzeń Elektrycznych i Techniki Wysokich Napięć Dr hab. Paweł Żukowski Materiały magnetyczne Właściwości podstawowych materiałów magnetycznych

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET

Ćwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET Ćwiczenie 4 Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET Cel ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk statycznych tranzystorów polowych złączowych oraz z izolowaną

Bardziej szczegółowo

Przetworniki cyfrowo analogowe oraz analogowo - cyfrowe

Przetworniki cyfrowo analogowe oraz analogowo - cyfrowe Przetworniki cyfrowo analogowe oraz analogowo - cyfrowe Przetworniki cyfrowo / analogowe W cyfrowych systemach pomiarowych często zachodzi konieczność zmiany sygnału cyfrowego na analogowy, np. w celu

Bardziej szczegółowo

Pytania podstawowe dla studentów studiów II-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Pytania podstawowe dla studentów studiów II-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych Pytania podstawowe dla studentów studiów II-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych 0 Podstawy metrologii 1. Co to jest pomiar? 2. Niepewność pomiaru, sposób obliczania. 3.

Bardziej szczegółowo

Liniowe układy scalone. Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące

Liniowe układy scalone. Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące Liniowe układy scalone Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące Wzmacniacze o wejściu symetrycznym Do wzmacniania małych sygnałów z różnych czujników, występujących na tle dużej składowej sumacyjnej (tłumionej

Bardziej szczegółowo

Wykład FIZYKA II. 5. Magnetyzm. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład FIZYKA II. 5. Magnetyzm.  Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Wykład FIZYKA II 5. Magnetyzm Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka2.html MAGNESY Pierwszymi poznanym magnesem był magnetyt

Bardziej szczegółowo

Kacper Kulczycki. Krótko o silnikach krokowych (cz. 2.)

Kacper Kulczycki. Krótko o silnikach krokowych (cz. 2.) Kacper Kulczycki Krótko o silnikach krokowych (cz. 2.) Plan na dziś: Co to jest? Jakie są rodzaje silników krokowych? Ile z tym zabawy? Gdzie szukać informacji? Co to jest silnik krokowy? Norma PN 87/E

Bardziej szczegółowo

IV. TRANZYSTOR POLOWY

IV. TRANZYSTOR POLOWY 1 IV. TRANZYSTOR POLOWY Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyk statycznych tranzystora polowego złączowego. Zagadnienia: zasada działania tranzystora FET 1. Wprowadzenie Nazwa tranzystor pochodzi z

Bardziej szczegółowo

Spis treści. UTK Urządzenia Techniki Komputerowej. Temat: Napędy optyczne

Spis treści. UTK Urządzenia Techniki Komputerowej. Temat: Napędy optyczne Spis treści Definicja...2 Budowa ogólna...3 Silnik krokowy budowa...4 Silnik liniowy budowa...4 Budowa płyty CD...5 1 Definicja Napęd optyczny jest to urządzenie, które za pomocą wiązki lasera odczytuje

Bardziej szczegółowo

X L = jωl. Impedancja Z cewki przy danej częstotliwości jest wartością zespoloną

X L = jωl. Impedancja Z cewki przy danej częstotliwości jest wartością zespoloną Cewki Wstęp. Urządzenie elektryczne charakteryzujące się indukcyjnością własną i służące do uzyskiwania silnych pól magnetycznych. Szybkość zmian prądu płynącego przez cewkę indukcyjną zależy od panującego

Bardziej szczegółowo

Charakterystyka rozruchowa silnika repulsyjnego

Charakterystyka rozruchowa silnika repulsyjnego Silnik repulsyjny Schemat połączeń silnika repulsyjnego Silnik tego typu budowany jest na małe moce i używany niekiedy tam, gdzie zachodzi potrzeba regulacji prędkości. Układ połączeń silnika repulsyjnego

Bardziej szczegółowo

bieguny główne z uzwojeniem wzbudzającym (3), bieguny pomocnicze (komutacyjne) (5), tarcze łożyskowe, trzymadła szczotkowe.

bieguny główne z uzwojeniem wzbudzającym (3), bieguny pomocnicze (komutacyjne) (5), tarcze łożyskowe, trzymadła szczotkowe. Silnik prądu stałego - budowa Stojan - najczęściej jest magneśnicą wytwarza pole magnetyczne jarzmo (2), bieguny główne z uzwojeniem wzbudzającym (3), bieguny pomocnicze (komutacyjne) (5), tarcze łożyskowe,

Bardziej szczegółowo

!!!DEL są źródłami światła niespójnego.

!!!DEL są źródłami światła niespójnego. Dioda elektroluminescencyjna DEL Element czynny DEL to złącze p-n. Gdy zostanie ono spolaryzowane w kierunku przewodzenia, to w obszarze typu p, w warstwie o grubości rzędu 1µm, wytwarza się stan inwersji

Bardziej szczegółowo

Badziak Zbigniew Kl. III te. Temat: Budowa, zasada działania oraz rodzaje mierników analogowych i cyfrowych.

Badziak Zbigniew Kl. III te. Temat: Budowa, zasada działania oraz rodzaje mierników analogowych i cyfrowych. Badziak Zbigniew Kl. III te Temat: Budowa, zasada działania oraz rodzaje mierników analogowych i cyfrowych. 1. MIERNIKI ANALOGOWE Mierniki magnetoelektryczne. Miernikami magnetoelektrycznymi nazywamy mierniki,

Bardziej szczegółowo

Kolokwium 2. Środa 14 czerwca. Zasady takie jak na pierwszym kolokwium

Kolokwium 2. Środa 14 czerwca. Zasady takie jak na pierwszym kolokwium Kolokwium 2 Środa 14 czerwca Zasady takie jak na pierwszym kolokwium 1 w poprzednim odcinku 2 Ramka z prądem F 1 n Moment sił działających na ramkę b/2 b/2 b M 2( F1 ) 2 b 2 F sin(θ ) 2 M 1 F 1 iab F 1

Bardziej szczegółowo

Układy akwizycji danych. Komparatory napięcia Przykłady układów

Układy akwizycji danych. Komparatory napięcia Przykłady układów Układy akwizycji danych Komparatory napięcia Przykłady układów Komparatory napięcia 2 Po co komparator napięcia? 3 Po co komparator napięcia? Układy pomiarowe, automatyki 3 Po co komparator napięcia? Układy

Bardziej szczegółowo

Pole magnetyczne. Magnes wytwarza wektorowe pole magnetyczne we wszystkich punktach otaczającego go przestrzeni.

Pole magnetyczne. Magnes wytwarza wektorowe pole magnetyczne we wszystkich punktach otaczającego go przestrzeni. Pole magnetyczne Magnes wytwarza wektorowe pole magnetyczne we wszystkich punktach otaczającego go przestrzeni. naładowane elektrycznie cząstki, poruszające się w przewodniku w postaci prądu elektrycznego,

Bardziej szczegółowo

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI 1 ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI 15.1. CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych właściwości wzmacniaczy mocy małej częstotliwości oraz przyswojenie umiejętności

Bardziej szczegółowo

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna.  Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Wykład FIZYKA II 4. Indukcja elektromagnetyczna Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ PRAWO INDUKCJI FARADAYA SYMETRIA W FIZYCE

Bardziej szczegółowo

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Aktory

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Aktory Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne Aktory 1 Definicja aktora Aktor (ang. actuator) -elektronicznie sterowany człon wykonawczy. Aktor jest łącznikiem między urządzeniem przetwarzającym informację

Bardziej szczegółowo

WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE CIAŁA STAŁEGO

WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE CIAŁA STAŁEGO WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE CIAŁA STAŁEGO Moment magnetyczny atomu Polaryzacja magnetyczna Podatność magnetyczna i namagnesowanie Klasyfikacja materiałów magnetycznych Diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm

Bardziej szczegółowo

Temat XXIV. Prawo Faradaya

Temat XXIV. Prawo Faradaya Temat XXIV Prawo Faradaya To co do tej pory Prawo Faradaya Wiemy już, że prąd powoduje pojawienie się pola magnetycznego a ramka z prądem w polu magnetycznym może obracać się. Czy z drugiej strony można

Bardziej szczegółowo

PL B1. Sposób pomiaru składowych impedancji czujnika indukcyjnego i układ pomiarowy składowych impedancji czujnika indukcyjnego

PL B1. Sposób pomiaru składowych impedancji czujnika indukcyjnego i układ pomiarowy składowych impedancji czujnika indukcyjnego PL 218944 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 218944 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 391744 (22) Data zgłoszenia: 05.07.2010 (51) Int.Cl.

Bardziej szczegółowo