Rys. 1 Czujnik siły z dwoma zakresami

Krótka charakterystyka czujników używanych z oprogramowaniem Coach 5

Czujnik siły 0362bt z dwoma zakresami ( 5.. +5 N i 50..+50 N) Rys. 1 Czujnik siły z dwoma zakresami Krótki opis Czujnik siły o dwóch zakresach (0362bt) jest uniwersalnym przyrządem do mierzenia sił. Można używać go zamiast klasycznych ręcznych sprężynowych siłomierzy, jak również montować na statywie lub na wózku w celu badania dynamiki zderzeń. Mierzy on siły związane zarówno z ciągnięciem, jak i pchaniem. Czujnik może mierzyć małe siły rzędu 0,01 N i duże o wartości 50 N. Siłomierz wykorzystuje czujniki tensometryczne do pomiaru siły podczas wygięcia belki czujnika. Opór czujników tensometrycznych przymocowanych po obu stronach belki zmienia się ze zmianą wygięcia belki. Czujniki tensometryczne włączone są w układzie mostka, w taki sposób, że niewielka zmiana oporu powoduje zmianę napięcia. Ta zmiana napięcia jest proporcjonalna do zmiany siły. Przełącznik umożliwia wybór jednego z dwóch zakresów: ±5 N lub ± 50 N. Do czujnika można przyłożyć siłę o maksymalnej wartości 70 N; przyłożenie siły powyżej 70 N może doprowadzić do trwałego odkształcenia belki. Wówczas czujnik nie będzie pracował zgodnie ze swoją specyfikacją. Jak w każdym urządzeniu pomiarowym osiągnięto kompromis między rozdzielczością (najmniejszą siłą jaką można zmierzyć) a zakresem pomiarowym. Najlepiej jest używać zakresu ±5 N, jeśli jednak mierzone siły przekroczą 5 N, należy użyć zakresu ±50 N. Jeśli używa się 12 bitowego konwertera analogowo-cyfrowego (np. CoachLab II) rozdzielczość czujnika wynosi: 0,01 N (lub 1 gram) dla zakresu ±5 N, 0,03 N (lub 3 gramy) dla zakresu ±50 N. Kalibracja Napięcie wyjściowe czujnika siły jest liniowo zależne od przyłożonej siły. W przypadku braku siły przyłożonej do urządzenia, napięcie wyjściowe przez nie generowane wynosi 2,5 V. Przesunięcie to pozwala mierzyć zarówno dodatnie jak i ujemne siły w zakresie napięcia wyjściowego od 0 do 5 V. 2

Uwagi dotyczące kalibracji: W zakresie ±5 N czujnik jest tak czuły, że ciężar elementu łączącego czujnik wpływa na kalibrację w położeniu pionowym (w jeszcze większym stopniu, gdy zamontowany jest hak lub zderzak). Aby uniknąć tego efektu, w tym zakresie czujnik należy kalibrować w położeniu poziomym. Ponieważ czujnik generuje napięcie wyjściowe 2,5 V dla siły 0 N, może dojść do sytuacji, w której czujnik nie wskazuje dokładnie wartości 0 przy braku przyłożonej siły. Dotyczy to w szczególności zakresu ±5 N, w którym sygnał czujnika jest wewnętrznie wzmacniany dziesięciokrotnie (z tego powodu mogą zachodzić odchylenia od wartości 2,5 V). W takim przypadku należy użyć opcji Przesuń kalibrację z programu Coach, by ustawić wartość zerową czujnika. Opcja ta jest również przydatna w kontekście regulacji poziomu zerowego w sytuacji, gdy do czujnika przymocowany jest jakiś przedmiot, np. w przypadku doświadczeń mających na celu badanie drgań sprężyny przymocowanej do czujnika (wskazanie czujnika oscyluje wówczas wokół wartości 0 N). Czujnik siły w bibliotece czujników programu Coach Nazwy czujnika siły w bibliotece programu Coach 5 to: czujnik siły z dwoma zakresami (0362bt) (CMA) ( 5..+5 N) czujnik siły z dwoma zakresami (0362bt) (CMA) ( 50..+50 N). 3

Czujnik ruchu 03517 (zakres pomiarowy: 0,5 6 m) Rys. 2 Ultradźwiękowy czujnik ruchu. Krótki opis Ultradźwiękowy czujnik ruchu został zaprojektowany do ciągłego pomiaru położenia poruszających się ciał bez konieczności zakłócania ich ruchu. Pomiar odległości oparty jest na wykorzystaniu odbicia impulsów ultradźwiękowych emitowanych przez przetwornik. Pomiar czasu przebiegu impulsu od czujnika do obiektu i z powrotem pozwala na wyznaczenie odległości obiektu od detektora. Do czujnika ruchu dołączony jest uniwersalny uchwyt. Z tyłu znajduje się zaciskowa śruba, dzięki której można zamocować czujnik w układzie pomiarowym. Podczas pracy detektora słychać ciche dźwięki i świeci się zielona dioda. Minimalny zakres pomiaru czujnika wynosi około 0,5 m. Maksymalny zakres to 6 m. Zasada działania detektora Detektor ruchu wysyła krótkie impulsy ultradźwiękowe z przetwornika. Wypełniają one obszar stożka o kącie rozwarcia od 15 o do 20 o wokół centralnej osi wiązki. Wysokość stożka pokrywa się z kierunkiem emisji. Czujnik nasłuchuje echa odbitych fal ultradźwiękowych. Pomiar czasu przejścia fali ultradźwiękowej od detektora do obiektu i z powrotem umożliwia obliczenie odległości obiektu od czujnika (na podstawie prędkości ultradźwięków w powietrzu). Detektor mierzy odległość do najbliższego obiektu, który wytwarza wystarczająco silne echo. Jeśli w obszarze stożka ultradźwięków znajdzie się np. krzesło czy stół, to położenia tych obiektów mogą zostać zarejestrowane. Czułość układu detekcji echa automatycznie 15 o 20 o wzrasta, co kilka milisekund w miarę jak ultradźwięki emitowane są na zewnątrz. Dlatego detektor umożliwia wykrycie bardzo słabego echa od odległych obiektów. 4

Aby dokładnie zlokalizować obiekt jego frontowa powierzchnia powinna być prostopadła do linii łączącej obiekt z czujnikiem. Wskazówki, które pozwolą uzyskać dobre wyniki za pomocą detektora ruchu Najczęściej zgłaszane problemy z czujnikiem ruchu polegają na tym, że nie pracuje on poza pewnym zakresem. W przypadku takich problemów warto zapoznać się z podanymi wskazówkami. Sprawdź czy w obrębie stożka ultradźwięków znajdują się nieruchome przedmioty takie jak krzesło, stół, itd. Mogą być one wykryte przez czujnik i przeszkadzać przy badaniu poruszających się obiektów, bardziej oddalonych. Jeśli nie możemy usunąć ich z obszaru stożka, można okryć je tkaniną, co zminimalizuje odbicie fal ultradźwiękowych. Zauważ, że stożek ultradźwiękowy rozszerza się w dół od osi centralnej. Może to stanowić problem w przypadku ustawienia detektora na poziomej powierzchni. W takim przypadku podnieś lub umieść go nieco wyżej nad powierzchnią. Jeśli w tym samym miejscu znajdzie się inne źródło fal ultradźwiękowych o tym samym zakresie częstotliwości (np. silniki, wentylatory, dmuchawy toru powietrznego, dźwięk wydawany przez powietrze wypływające przez otwory w torze powietrznym, hałasujący studenci może to stać się przyczyną błędnych odczytów. Jeśli w pomieszczeniu, w którym wykonujemy pomiary, znajduje się dużo powierzchni dobrze odbijających fale dźwiękowe, mogą powstać dziwne efekty spowodowane odbiciami fal od tych powierzchni. Spróbuj wówczas umieścić tkaninę poziomo tuż przed i poniżej detektora. To czasem pomaga wyeliminować niechciane odbicia ultradźwięków. Spróbuj zmienić częstotliwość próbkowania (w Ustawieniach pomiaru w programie Coach). Czasami odbite impulsy mogą spowodować błędne odczyty, które znikają przy innych częstotliwościach pomiaru. Jeśli badasz ruch ludzi, to powinni oni trzymać duży płaski przedmiot, dobrze odbijający ultradźwięki (np. dużą książkę). W przypadku bardzo nieregularnej powierzchni odbijającej nie zawsze fale odbite trafiają do detektora i wyniki są przypadkowe. 5

CZUJNIK DŹWIĘKU 1 45..+45 Pa 017i Rys. 3. Czujnik dźwięku ( 45.. 45 Pa) Krótki opis Czujnik dźwięku jest mikrofonem wykorzystującym wewnętrzny wzmacniacz. Mikrofon wmontowany jest na jednym z końców obudowy. Czujnik mierzy zmiany ciśnienia powietrza spowodowane falą dźwiękową. Z uwagi na wysoką czułość, czujnik bardzo dobrze nadaje się do wykrywania krótkich impulsów ciśnienia. Stwarza to możliwość pomiaru prędkości dźwięku. Mikrofonem można badać różne źródła dźwięku: kamerton, elektroniczne instrumenty klawiszowe i instrumenty muzyczne. Można oprócz tego badać ludzki głos i gwizd. Używając czujnika dźwięku, należy upewnić się czy natężenie dźwięku jest odpowiednie by wytworzyć dobre odwzorowanie fali. Jeśli dźwięk jest zbyt głośny, przebieg fali będzie obcięty na górze i na dole. W takim przypadku należy odsunąć detektor od źródła dźwięku lub zmniejszyć głośność dźwięku. Inteligentny czujnik Czujnik dźwięku jest tzw. inteligentnym czujnikiem. Posiada chip pamięci (EEPROM) z informacją o czujniku. Poprzez prosty protokół (I 2 C) czujnik przekazuje jego dane (nazwa, wielkość, jednostka i kalibracja) do konsoli. Konsola pomiarowa zamienia sygnał napięciowy z czujnika, który jest sygnałem analogowym na sygnał cyfrowy zrozumiały dla oprogramowania komputera i automatycznie przesyła te wartości do oprogramowania Coach. Kalibracja Dane wyjściowe czujnika dźwięku wykazują liniową zależność w odniesieniu do ciśnienia. Podczas naboru danych pomiarowych można zastosować kalibrację standardową z biblioteki czujników programu Coach. Nazwa czujnika w bibliotece czujników programu Coach: Czujnik dźwięku (017i) (CMA) (-45..45Pa) 1 Czujniki inteligentne obsługiwane są przez Coach 5 w wersji 2.4 i nowszych. Informacje dotyczące aktualizacji, patrz: http://www.cma.science.uva.nl/english, sekcja Support (Wsparcie) > Coach 5. 6

FOTOBRAMKA Z BLOCZKIEM 0662i Krótki opis Rys. 4 Fotobramka z bloczkiem. Fotobramka CMA 0662i to konwencjonalna fotobramka, składająca się z dwóch detektorów światła i pracująca w dwóch trybach: bramki wewnętrznej, umożliwiającym wykrywanie przedmiotów przechodzących pomiędzy ramionami fotobramki, oraz bramki zewnętrznej (laserowej), służącej do wykrywania przedmiotów przechodzących na zewnątrz ramion fotobramki. W trybie bramki wewnętrznej wąska wiązka promieniowania podczerwonego kierowana jest w stronę szybkiego detektora podczerwieni, który generuje bardzo dokładne sygnały, umożliwiające odmierzanie czasu. W trybie laserowej bramki zewnętrznej szybki detektor światła widzialnego umieszczony na jednym z ramion fotobramki reaguje na obecność wiązki laserowej o małej mocy. Praca w trybie bramki zewnętrznej wymaga zastosowania wskaźnika laserowego (nie jest on dołączony) 2. Fotobramkę można podłączyć bezpośrednio do interfejsu, zaś w układzie łańcuchowym do pojedynczego kanału interfejsu podłączyć można maksymalnie pięć fotobramek. Inteligentny czujnik Fotobramka jest czujnikiem inteligentnym. Wyposażona jest w kość pamięci (EEPROM), zawierającą informacje o czujniku. Czujnik przesyła swoje dane (dotyczące nazwy, wielkości, jednostek i kalibracji) do interfejsu za pośrednictwem prostego protokołu (I 2 C). Dostarczony czujnik jest po standardowej kalibracji wewnętrznej. 2 Zadowalające wyniki można uzyskać przy użyciu typowego wskaźnika laserowego klasy IIIa, o mocy poniżej 5 mw. 7

Tryb bramki wewnętrznej i tryb bramki laserowej Fotobramka pracuje w dwóch trybach. Tryb pracy można wybrać za pomocą przełącznika, który znajduje się po zewnętrznej stronie podstawy fotobramki. Ustaw przełącznik w położeniu lewym, aby użyć bramki wewnętrznej, lub w położeniu prawym, aby użyć laserowej bramki zewnętrznej. Rys.5 Fotobramka Bramka wewnętrzna charakteryzuje się wąską wiązką promieniowania podczerwonego i krótkim czasem reakcji. Gdy wiązka promieniowania podczerwonego pomiędzy źródłem i detektorem jest zablokowana, napięcie wyjściowe fotobramki jest niskie i podświetlona jest zielona dioda LED na fotobramce. Gdy wiązka nie jest zablokowana, napięcie wyjściowe jest wysokie i dioda LED jest wygaszona. Zastosowanie promieniowania podczerwonego czyni czujnik względnie niewrażliwym na oświetlenie pomieszczenia. Zewnętrzny port laserowy znajduje się po zewnętrznej stronie jednego z ramion fotobramki. Ustaw wskaźnik tak, aby wiązka laserowa podświetlała port i dioda LED pozostawała wygaszona. Zablokowanie wiązki laserowej w dowolnym miejscu na jej drodze spowoduje ponowne podświetlenie diody LED. Ostrzeżenie: Ustawiając laserową bramkę zewnętrzną, nie kieruj wiązki w stronę oczu. Przestrzegaj wszelkich środków bezpieczeństwa wskazanych przez producenta wskaźnika laserowego. Bloczek Bloczek podłącza się do fotobramki za pomocą prowadnika. Gdy bloczek jest ustawiony prawidłowo, jego szprychy blokują wiązkę promieniowania podczerwonego fotobramki za każdym razem, gdy przez nią przechodzą. Bloczek charakteryzuje się niskim tarciem i złożony jest z dziesięciu ramion. Ramiona blokują wiązkę fotobramki, co umożliwia monitorowanie obrotów bloczka przez fotobramkę. Bloczek nie pozwala na określenie kierunku lub zmiany kierunku obrotów. Dlatego też jest on przydatny jedynie w doświadczeniach, w których ruch odbywa się tylko w jedną stronę. Rys.6 Bloczek z fotobramką 8

Kalibracja bloczka Na bloczku znajduje się rowek w kształcie litery V. Obwód koła mierzony w rowku wynosi 0,20 m. Na krawędzi rowka obwód wynosi 0,21 m. Dlatego też ruch linki umieszczonej na obrotowym bloczku zależy do pewnego stopnia od jej grubości. Kalibracji dokonać można poprzez pomiar obwodu z użyciem linki stosowanej w doświadczeniach i podzielenie uzyskanej długości przez 10 (czyli liczbę ramion). Wartość tę nazywamy wielkością kroku. Za każdym razem, gdy osiągnięta zostaje kolejna luka w bloczku, odpowiada to przebyciu tej właśnie odległości od początku ostatniej luki. W ten sam sposób dokonać można pomiaru związanego z określonym zdarzeniem, np. z obrotem. W tym wypadku odpowiednia wielkość kroku to 2 π/10 radianów (0,628 rad). Jeżeli bloczka używa się do badania ruchu obrotowego przedmiotów, wielkość kroku kąta pierwotnego określić można w następujący sposób: 2π R θ= 10 R bloczka przedmiotu W standardowej bibliotece czujników programu Coach dostępne są następujące kalibracje: Fotobramka z bloczkiem (0662i) (CMA) (0.. 2 m) Fotobramka z bloczkiem (0662i) (CMA) (0.. 1000) 9

CZUJNIK ŚWIATŁA 0513 Rys. 7. Czujnik światła 0513 Opis Czujnik światła mierzy natężenie oświetlenia w W/m 2 (wat na metr kwadrat) za pomocą fototranzystora. Napięcie wyjściowe czujnika jest proporcjonalne do natężenia padającego światła. Czujnik pracuje w zakresie od 0.1 W/m 2 do 10 W/m 2. Dla porównania: natężenie oświetlenia w pochmurny dzień wynosi około 8 W/m 2. Maksymalną wartość sygnału wyjściowego z czujnika uzyskuje się, gdy światło pada prostopadle na powierzchnię okienka wejściowego czujnika. Czujnik jest wrażliwy na promieniowanie podczerwone (bliska podczerwień), co oznacza, że można go zastosować do pomiarów promieniowania emitowanego przez diody świecące w zakresie podczerwieni oraz przez źródła światła widzialnego. Czujnik jest przeznaczony do pracy tylko w powietrzu, nie jest wodoodporny. Posiada on zdolność automatycznej identyfikacji zaraz po podłączeniu do interfejsu. Wyposażony jest we wtyczkę typu BT. Kalibracja Nazwa czujnika w bibliotece czujników programu Coach 5: Czujnik światła (0513bt) (CMA). Czujnik posiada kalibrację w zakresie 0..100% i odpowiednio między 0..10 W/m 2. 10

CZUJNIK TEMPERATURY 0511-20.. 125 C Rys. 8. Czujnik temperatury Opis Czujnik pozwala mierzyć temperaturę oraz zmiany temperatur w zakresie od 20 o C do 125 o C. Jest on wyposażony w termistor typu NTC o oporności 20 kω, umieszczony w izolowanej rurce wykonanej z nierdzewnej stali. Termistor ten wykazuje nieliniowy spadek rezystancji wraz ze wzrostem temperatury. Najlepsze dopasowanie aproksymacyjne tej nieliniowej charakterystyki jest nazywane równaniem Steinharta-Harta. Za pomocą interfejsu mierzymy wartość rezystancji R, natomiast temperatura wyznaczana jest z równania Steinharta-Harta: T = [K o + K 1 (ln 1000R) + K 2 (ln 1000R) 3 ] -1 273.15 gdzie T temperatura w o C, a mierzony opór R w kω. K o = 1.02119 x 10-3, K 1 = 2.22468 x 10-4 i K 2 = 1.33342 x 10-7. Czujnik jest zakończony wtykiem BT i ma wbudowany automatyczny system identyfikacji. Chemiczna odporność czujnika Czujnik temperatury został wykonany ze stali nierdzewnej najwyższej jakości odpornej na korozję. Przy korzystaniu z czujnika warto przestrzegać podstawowych zasad: 1. Uchwyt sondy wykonany jest ze specjalnego plastiku. Pomimo że ten materiał jest odporny na działanie różnych substancji chemicznych, zalecamy aby unikać zanurzania czujnika powyżej części stalowej. 2. Po każdym użyciu sondę należy dokładnie umyć. 3. Sonda może być stale zanurzona w wodzie byle jej temperatura zawierała się w zakresie od 25 do 150 C. Dłuższe zanurzenie w roztworze słonej wody może być przyczyną korozji stali co objawi się jej odbarwieniem, ale nie spowoduje uszkodzenia samej sondy. 4. Można zanurzać sondę w większości związków organicznych takich jak metanol, etanol, 1- propanol, 2-propanol, 1-butanol, n-hexan, kwas laurowy, paradichlorobenzen, kwas salicylowy i kwas benzoesowy. Sonda nie powinna w nich przebywać dłużej niż 1 godz. 5. Czujnik może być zanurzony w roztworach silnych zasad, takich jak NaOH, przez okres nie dłuższy niż 48 godz. Może to spowodować przebarwienia. Nie zaleca się zanurzania czujnika w roztworach o stężeniu większym niż 3 mol/litr. 11

MIERNIK NATĘŻENIA PRĄDU 3-500.. + 500 ma 0222i Krótki opis Miernik natężenia prądu (0222i) został zaprojektowany do pomiaru małych natężeń prądu stałego i zmiennego w przedziale pomiędzy od 500 do +500 ma. Posiada on dwie wtyczki (4 mm) banankowe do podłączenia do obwodu elektrycznego. Czujnik zawiera element pomiarowy i wzmacniacz sygnału. Elementem pomiarowym jest opornik 0.4 Ω (0.3 W) podłączony między czerwoną i czarną końcówką. Przepływ prądu przez opornik powoduje powstanie na jego końcach małej różnicy potencjałów, która zostaje wzmocniona. Sygnał na wyjściu czujnika jest dopasowany do zakresu ±7.5V i jest mierzony przez interfejs. Miernik jest zabezpieczony bezpiecznikiem typu Multifuse (oporność ok. 0.9 Ω). Czas przejścia bezpiecznika do stanu wysokiej oporności wynosi 0.1 s przy 5 A. Czujnik powinien być połączony szeregowo do badanego obwodu (tak jak każdy amperomierz). Natężenie prądu może być zmierzone niezależnie od kierunku przepływu. Natężenie prądu jest wskazywane jako dodatnie, kiedy prąd płynie w kierunku od wtyczki czerwonej do wtyczki czarnej. Inteligentny miernik 4 Miernik natężenia prądu jest czujnikiem inteligentnym, posiadającym kość pamięci (EEPROM), zawierającą informacje o czujniku. Czujnik przesyła swoje dane (dotyczące nazwy, wielkości, jednostki i kalibracji) poprzez prosty protokół (I 2 C) do interfejsu, który komunikuje się z oprogramowaniem Coach. Miernik jest dostarczany ze standardową kalibracją. Nazwa miernika natężenia prądu w bibliotece mierników programu Coach: Czujnik różnicowy natężenia prądu (0222i) (CMA) (-500.. 500 ma). 3 By użyć czujnika CMA w Coach 5 należy zaktualizować program. Aktualizację można znaleźć pod adresem internetowym: http://www.cma.science.uva.nl/english w sekcji Support > Coach 5. 4 W tym momencie tylko dla CMA ULAB (rejestr danych), w przyszłości również dla LabPro i CBL2. 12

RÓŻNICOWY CZUJNIK NAPIĘCIA) 5 500.. +500 mv 0212i Rys. 9. Woltomierz różnicowy 500.. +500 mv Krótki opis Różnicowy czujnik napięcia (0212i) jest przeznaczony do pomiarów napięć w przedziale od - 500mV do +500mV. Czujnik jest wzmacniaczem małych sygnałów w szerokim zakresie częstotliwości i może być użyty do pomiarów małych napięć zmiennych i stałych. Czujnik wyposażony jest w wejścia różnicowe, dzięki czemu pomiarów można dokonywać bezpośrednio pomiędzy elementami obwodu, bez żadnych ograniczeń w kwestii wspólnego uziemienia. Można używać go do mierzenia zarówno dodatnich, jak i ujemnych potencjałów. Czujnik posiada dwie wtyczki bananowe (4 mm) dla łatwego podłączania. Czujnik należy podłączać równolegle do elementu obwodu. Mierzy on różnicę potencjałów pomiędzy V + (czerwoną wtyczką) i V (czarną wtyczką). Zmierzone napięcie przechodzi przez układ wzmacniacza, dzięki czemu napięcie wyjściowe czujnika jest regulowane do wartości z zakresu ±7V i może być mierzone przez interfejs. Czujnik wyposażony jest w zabezpieczenie nadnapięciowe i wartości napięcia do ±50V (względem uziemienia) nie powodują jego uszkodzenia. Nie wolno używać go z wyższymi wartościami napięcia lub z napięciem 220V. Czujnik ten doskonale nadaje się do próbkowania sygnałów prądu zmiennego o względnie wysokiej częstotliwości (do 100 khz). Jest wyposażony we wtyk BT. Inteligentny czujnik Woltomierz różnicowy jest czujnikiem inteligentnym. Wyposażony jest w kość pamięci (EEPROM), zawierającą informacje o czujniku. Czujnik przesyła swoje dane (dotyczące nazwy, wielkości, jednostek i kalibracji) do interfejsu za pośrednictwem prostego protokołu (I 2 C). Interfejs automatycznie przesyła te informacje do oprogramowania Coach. Nazwa woltomierza różnicowego w bibliotece czujników programu Coach: Czujnik różnicowy napięcia (0212i) (CMA) (-500..500 mv)] 5 Inteligentne czujniki obsługiwane są przez program Coach 5 w wersji 2.4 i nowszych. Informacje dotyczące aktualizacji, patrz: http://www.cma.science.uva.nl/english, sekcja Support (Wsparcie) > Coach 5 13

CZUJNIK POLA MAGNETYCZNEGO 024 Rys. 10 Czujnik pola magnetycznego 024. Krótki opis Czujnik pola magnetycznego 024 zawiera element Halla, który jest czuły na natężenie pola magnetycznego. Element ten jest zamontowany blisko końca wąskiej rurki czujnika, w położeniu wyznaczonym przez pierścień na rurce (patrz rys. 11). Takie umieszczenie elementu Halla sprawia, że czujnik doskonale nadaje się do wykonywania pomiarów pola magnetycznego wewnątrz cewek lub w pobliżu magnesów trwałych. Czujnik nadaje się w mniejszym stopniu do wykonywania pomiarów pola magnetycznego we wgłębieniach szczelinowych. Napięcie wyjściowe czujnika ma najwyższą wartość, gdy linie pola są równoległe do rurki. Element Halla jest zamontowany prostopadle do kierunku wyznaczonego przez oś wąskiej rurki czujnika. Czujnik pracuje w dwóch zakresach: od 100 do + 500 mt (0 3 V) od 10 do 50 mt (0 3 V). Bez pola magnetycznego napięcie na wyjściu czujnika wynosi 0,5 V. Pierścień wyznaczający pozycję elementu Halla Przełącznik wzmocnienia sygnału Rys.11 Czujnik pola magnetycznego; po lewej pierścień wyznaczający pozycję elementu Halla, po prawej przełącznik wzmocnienia sygnału. Położenie przełącznika na obudowie sondy czujnika określa stopień wzmocnienia sygnału. W obu położeniach sygnał wyjściowy zawiera się między 0 i 3 V. Jeśli wzmocnienie jest x50, to czułość jest 10 razy większa niż w położeniu x5. Przełącznik można obrócić używając dostarczonego narzędzia lub małym śrubokrętem. 14

Rys.12 Schemat blokowy czujnika pola magnetycznego. Ponieważ wartość sygnału wyjściowego elementu Halla jest niewielka, w celu uzyskania dobrej jakości sygnału wyjściowego element Halla umieszczony jest w obwodzie, zawierającym wzmacniacz różnicowy z kompensacją temperatury. Czujnik pola magnetycznego jest dostarczany z wtykiem BT. Kalibracja Rysunek 4 pokazuje indukcję pola magnetycznego zmierzoną w środku długiej cewki. Cewka: długość l = 15 cm; N = 23 zwojów na cm; I = ± 2 A max. (B = 2,89 10-3 I T; B ma maksymalną wartość ± 6 mt) Rys. 13 Wykres kalibracji czujnika pola magnetycznego, wzmocnienie x50. Nazwa czujnika pola magnetycznego w bibliotece czujników programu Coach 5: czujnik pola magnetycznego (024&bt)(CMA). Czujnik ma dwie kalibracje: dla zakresu 10..50 mt i dla 100..500 mt. 15