Высокоточное определение напряженности магнитного поля Опции

[X-Shadow]

Доброго времени суток!

Есть катушка излучающая магнитное поле.
Нужен датчик который бы показывал изменение магнитного поля (чем дальше от катушки тем меньше поле). Нужно чтобы оно четко различалось на расстоянии в 30 см от излучателя. Показания должны быть такими чтобы их можно было оцифровать на ADC ATmega16 (по возможности без дополнительных усилителей но это не обязательно). Габариты - как можно миниатюрнее.

Это определение положения в пространстве. Положение излучателя пологается за 0. Далее при удалении от него напряженность поля падает. Причем падает она линейно. Следовательно по этой величине я могу определить на каком расстоянии от излучателя находится датчик. Пределы как раз 30 см. Более простого способа определения положения я не придумал. Размеры датчика имеют большое значение

Излучатель это большая прямоугольная катушка (примерно такая)


Необходимо такое строение катушки чтобы на расстоянии в 30 см были примерно одинаковые значения магнитного поля. Т.е значение магнитного поля в точке А не сильно отличалось от значения в точке В.


Будет ли на нее подаваться постоянное напряжение или переменное еще не знаю (зависит от типа датчика)

Датчик Холла и магниторезисторы в данном случае не подойдут из за того что не смогут определить изменение магнитного поля на таком расстоянии. Есть идея использовать в качестве датчика маленькую катушку без сердечника. С нее сигнал будет поступать на инструментальный усилитель с коэфициентом примерно 1:100 и после этого уже на ацп ATmega16.

Какие будут ваши предложения?
Заранее спасибо!!!

Сообщение отредактировал X-Shadow - Aug 31 2006, 15:29

[Stanislav]

Доброго времени суток!
........................................................
Датчик Холла и магниторезисторы в данном случае не подойдут из за того что не смогут определить изменение магнитного поля на таком расстоянии...

Почему не подойдут?
Они прекрасно реагируют на поля, меньшие маг. поля Земли. Вот здесь посмотрите, и выберите подходящий.

...Есть идея использовать в качестве датчика маленькую катушку без сердечника...

Для измерения постоянного поля???

[X-Shadow]

Нет. Если катушку то на излучатель будет подаваться напляжение с частотой 80-100 кГц.

Насчет датчиков по той ссылке что вы мне дали.
Я мягко говоря не потяну)))) Мне нужно 72 датчика а учитывая что каждый стоит больше 100$ то это слишком)

Может всетаки катушка?

[Stanislav]

Насчет датчиков по той ссылке что вы мне дали.
Я мягко говоря не потяну)))) Мне нужно 72 датчика а учитывая что каждый стоит больше 100$ то это слишком)

Простите, о каких 100$ Вы говорите? В России их можно купить по цене <10$.

[Сергей Б]

А перемещение будет по одной оси?

Если по одной, то ставьте лазерный светодиод и фотоприемник и на доплеровском эффекте высчитывайте расстояние (так устроен лазерный дальномер). Есть в продаже сдвоенные лазерный излучатель с приемником, как раз для этого.

С датчиком холла будет сложнее, так как на нево сильно влияеет окружающая обстановка, а на расстоянии 30мс будет много шумов

[vvs157]

Причем падает она линейно. Следовательно по этой величине я могу определить на каком расстоянии от излучателя находится датчик. Пределы как раз 30 см. Более простого способа определения положения я не придумал. Размеры датчика имеют большое значение

Магнитное поле ВНЕ катушки никогда не падает линейно от расстояния. Оно падает если одти по оси катушки пропорционально кубу расстояния. Хотя для задачи определения положения - это не очень важно. Катушки в качестве приемников можно использовать, но я не понял, катушка будет двигаться строго по оси катушки, или еще и по направлению, перпендикулярного к оси.
Во-вторых, какая допустимая мощность рассеивания у катушки, содающей поле - этим собственно определяется величина поля на максимальном уделении.

[X-Shadow]

Дело вот в чем. Есть 3 катушки перпендикулярных друг к другу. Расположены в виде 3 сторон куба. В середине между ними стоят 3 датчика. Катушки поочередно включаются и с датчиков снимаются показания. Соответственно получаем X Y Z координаты. Как считаете лучше сделать катушку: ввиде перпендикулярных рамок или в том виде как на рисунке? (соответственно датчик перпендикулярно или вдоль оси катушки)

[Сергей Б]

А на рядом расположенные датчики поле всех катушек наводиться не будет? Тоесть на одном датчике получите суммированое поле 3-х катушек

И почему именно магнитное поле измерять, для определения перемещения в пространстве?

читаю плохо уже

X-Shadow
Дело вот в чем. Есть 3 катушки перпендикулярных друг к другу. Расположены в виде 3 сторон куба. В середине между ними стоят 3 датчика. Катушки поочередно включаются и с датчиков снимаются показания. Соответственно получаем X Y Z координаты.

это как?

Вообще впринципе измерения датчиками поля гипотетически могут дать координаты. Какие точности определения положения требуются?

Сообщение отредактировал Сергей Б - Aug 31 2006, 19:45

[X-Shadow]

Наводиться не будут так как они включаются по очереди.

Мы знаем что чем дальше от излучателя тем меньше напряженность магнитного поля. Если я знаю зависимость падения напряженности от растояния (самый простой способ выяснить эксперементально хотя можно и в учебниках покопаться) то могу определить на каком удалении от излучателя в данный момент находится датчик. Необходимая точность примерно +-5мм.

Других способов определения положения если датчики находятся не в прямой видимости я к сожалению придумать не могу.

[vvs157]

Наводиться не будут так как они включаются по очереди.

Мы знаем что чем дальше от излучателя тем меньше напряженность магнитного поля. Если я знаю зависимость падения напряженности от растояния (самый простой способ выяснить эксперементально хотя можно и в учебниках покопаться) то могу определить на каком удалении от излучателя в данный момент находится датчик. Необходимая точность примерно +-5мм.

Других способов определения положения если датчики находятся не в прямой видимости я к сожалению придумать не могу.

Сигнал с катушки зависит не только величины поля но и от угла между плоскостью катушки и неправлением магнитного поля

[X-Shadow]

Это я знаю. Пока считаем что они перпендикулярны (т.е индукция максимальная)

[_artem_]

Может Вам лучше перемножать сигнал полученный при приеме с сигналом от передатчика (посланного по кабелю) а имея перестраиваемый фазоврашатель добиться минимума результата перемножения - фаза задержки с учетом запаздывания по кабелю и будет требуемое расстояние. Вот люди постили здесь патенты McEvan'а там был определитель расстояния по времени распространения правда он по другому работал. Но сюдя по патенту человек делал электронную ручку для распознавания написанного и даже заявлял что его параметры не хуже чем у сушествующих. Насчет элементной базы у меня не спрашивайте - далек пока что от этой темы.

[proba]

могу описать как работает искатель кабелей 3M. для вычисления дальности кабеля 3 приемных катушки: два в одном направлении ( X ) и один в другом ( Z ) .таккак растояние между катушками констант, то дальност до излучателя вычисляют по отношению сигналов первых 2х . если они не направлены точно по отношении излучателя то делается тригонометрическая поправка по сигналу 3еи катушки.
данныи прибор уверенно определяет растояние до кабеля , закопанного до глубины 5 метров с точностю гдето 10%. если вам надо определить положение приемника в 3x мерном пространстве, то 6 приемных ( X:X,Y:Y,Z:Z) и 3 передающих ( X,Y,Z) каналов необходимо.

[Сергей Б]

могу описать как работает искатель кабелей 3M. для вычисления дальности кабеля 3 приемных катушки: два в одном направлении ( X ) и один в другом ( Z ) .таккак растояние между катушками констант, то дальност до излучателя вычисляют по отношению сигналов первых 2х . если они не направлены точно по отношении излучателя то делается тригонометрическая поправка по сигналу 3еи катушки.
данныи прибор уверенно определяет растояние до кабеля , закопанного до глубины 5 метров с точностю гдето 10%. если вам надо определить положение приемника в 3x мерном пространстве, то 6 приемных ( X:X,Y:Y,Z:Z) и 3 передающих ( X,Y,Z) каналов необходимо.

Катушки по оси х между собой разнесены на какое расстояние?

[asdf]

Наводиться не будут так как они включаются по очереди.

Мы знаем что чем дальше от излучателя тем меньше напряженность магнитного поля. Если я знаю зависимость падения напряженности от растояния (самый простой способ выяснить эксперементально хотя можно и в учебниках покопаться) то могу определить на каком удалении от излучателя в данный момент находится датчик. Необходимая точность примерно +-5мм.

Других способов определения положения если датчики находятся не в прямой видимости я к сожалению придумать не могу.

Сигнал с катушки зависит не только величины поля но и от угла между плоскостью катушки и неправлением магнитного поля

А также от формы катушки, и если катушка не цилиндрический виток, то и от положения датчика по отношению к особенностям формы (например - углам). Т.е. калибровка еще та...

[proba]

Сергей Б Дата Сегодня, 09:56

Катушки по оси х между собой разнесены на какое расстояние?

точно не помню, ок 30 cm.

[Сергей Б]

Сергей Б Дата Сегодня, 09:56

Катушки по оси х между собой разнесены на какое расстояние?

точно не помню, ок 30 cm.

Хм... а если рядом несколько кабелей разнесенных между собой, или какие еще помехи, что прибор намереет в этом случае?

[proba]

Сергей Б Дата Сегодня, 16:53
Хм... а если рядом несколько кабелей разнесенных между собой, или какие еще помехи, что прибор намереет в этом случае?

в таких условиях определение глубины кабеля может конечно врать. тут многое зависить от оператора, как он выбирает рабочую частоту ( генератор имеет 4 частоты ) , приемник кроме их и 50гц, что упрощает работу с силовыми кабелями. у приемика 4 режимы : измерение глубины, поиск кабеля ( показывает кабел влево или вправо оператора) , исмерение уровня сигнала, поиск места порчи изоляции кабеля. прибор не "любит " экранированных и свинцовых кабелей, показ может быть не верным. так это было в 95-96г , когда я с таким работал, может сегодня более умные приборы уже есть, DSP технология в этом плане обещающии.

[X-Shadow]

Вот такой вопрос: какой должна быть форма излучающей катушке чтобы в кубе пространства со стороной 30см было магнитное поле которое бы уменьшалось от одной стороны к другой(при удалении от излучателя). Просто если ставить катушку осью паралельно гаризонту то в середине этого куба магнитное поле будет отличаться. Может перпендикулярно?