دانلود رایگان ترجمه مقاله موقعیت میل لنگ بر اساس مواد مغناطیسی (آی تریپل ای 2016)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

شکل 6 همان ویژگی در زمانی که هستۀ فولادی در کویل وجود ندارد را نشان می دهد. همانطور که در اشکال می توان مشاهده کرد، سنسور ME دارای حساسیت بالا به میدان مغناطیسی AC است.
حداکثر ولتاژ پیک به پیک خروجی برای پارامترهای فوق حدود 270 mV بود. داده های حاصل از اندازه گیری ها در این استند به ما این امکان را داد که طرح سنسور را تصحیح کنیم.

5. استند اندازه گیری
استندی که در شکل 7 نشان داده شده برای بررسی و آزمایش سنسور ME CKP طراحی شد. حلقۀ دندانه دار فولادی که ما از آن برای استند اندازه گیری استفاده کردیم میراگر قرقره ای میل لنگ اتومبیل های AVTOVAZ بود. این استند اندازه گیری نیز دارای یک موتور الکتریکی با سیستم مونتاژ برای یک قرقره، اوسیلوسکوپ HMO722، سنسور CKP شرکت “Start-Volts” نوع VS-CS0112 (در شکل 7، با علامت 1)، سنسور ME CKP (در شکل 7 با علامت 1)، سنسور (در شکل 7 با علامت 2) است. سنسور استاندارد VS-CS0112 و سنسور ME آزمایش شدند و داده های مقابله ای حاصل شد.
شکل 8 اوسیلوگرام سنسور CKP استاندارد نوع VS-CS0112 و شکل 9 شکل منحنی یک علامت موقعیت میل لنگ را نشان می دهد.
سنسور ME پیشرفته در زاویۀ 45° به سنسور استاندارد نصب شد. اوسیلوگرام آن در شکل 10 نشان داده شده است. شکل پالس منحنی از علامت قرقرع در شکل 11 نشان داده شده است. از این اشکال دیده می شود که سیگنال سنسور ME از لحاظ دامنه به طور قابل توجهی کوچکتر است. چنانچه سیگنال سنسور استاندارد مقدار ولتاژ پیک به پیک 12 V را میداد در نتیجه سنسور ME مقدار سیگنال فقط 130 Mv را می داد. پس شکل منحنی سنسور ME به طور قابل توجهی از شکل مننی سنسور استاندارد متفاوت است. با وجود اینکه باید متذکر شد که آزمایشات قابلیت تغییر شکل منحنی در حد و حدود خاص را نشان می دهد.
برای اینکه به تصویر کاملتری از قابلیت های سنسور ME دست یافت آزمایش زیر انجام شد. آهنربای دائمی که بخشی از سنسور ME است از طرح برداشته شد و در سطح علامت قرقره به گونه ای که در شکل 12 نشان داده شده ثابت شد.کارهای گذشته بر روی توسعۀ آلترناتور ME کارایی این طرح را نشان داد. بر همین اساس، شکل 13 اوسیلوگرام کار سنسور ME با آهنربای متصل به قرقره و شکل 14 شکل منحنی علامت (مارکر) از آهنربای در حال چرخش را نشان می دهد. سنسور ME نسبت به تأثیر آهنربا بسیار آشکار عکس العمل نشان می دهد. حداکثر دامنۀ پالس 1.4 V، شکل پالس منتجه یک دندانۀ (پیک) واحد است. در نتیجه این اولین گزینۀ ممکن طرح سنسور ME CKP می باشد. این گزینه دارای مززیت آشکار نسبت به گزینۀ قبلی که دامنۀ سیگنال در خروجی سنسور اساسا کمتر بود می باشد. مقدار پیک ولتاژ در سنسور حدود 1.4 V است که برای دریافت و پردازش بیشتر سیگنال در واحد کنترل الکترونیک (ECU) خودرو کفایت می کند.

اندازه گیری های همزمان سیگنال های دریافتی از یک سنسور استاندارد VS-CS0112 و سنسور ME برای مقایسۀ ویژگی های بدست آمده ساخته شد. شکل 15 اوسیلوگرام مطابق با اندازه گیری های انجام شده را نشان می دهد. از آنجا که مبدل ها در زاویۀ 45° نسبت به محور میل لنگ و یکدیگر سوار می شوند، در نتیجه سیگنال یک مورد تا دورۀ یک هشتم پیش روی سیگنال دیگری است که اوسیلوگرام قابل مشاهده است. در کل باید چشم انداز سنسورهای پیشرفته را در نظر داشت. قابل ذکر است که به دنبال تهیۀ سنسورهای ME با کمترین هزینه، اندازه و وزن کمتر سنسور با سنسورهای استاندارد مقایسه می شود. مشهود است که اولین نتایج را می توان به طور قابل توجهی بهبود دارد و به سنسورهایی با ولتاژ خروجی بیشتر و شکل مقبول تر از ضربۀ خروجی دست یافت.
6. رویکرد نظری
در شکل 16 توزیع میدان مغناطیسی در حال گذر از سنسور ME را به صورت شماتیک نشان می دهد. بیان معروف محاسبۀ نیروی محرکۀ مغناطیسی در دستگاه های الکتریکی را می توان برای محاسبۀ تقریبی پارامترهای سنسور ME CKP استفاده کرد:
F=H1l1+H2l2+H3l3+H4l4+H5l5 (1)
F عبارت است از نیروی محرکۀ مغناطیسی، Hi قدرت میدان مغناطیسی در ناحیۀ متناظر مدار مغناطیسی، li طول مدار مغناطیسی است.
در این مورد، شار مغناطیسی برای القای مغناطیسی باقی ماندۀ آهنربای دائمی تعیین می شود که در سنسور استفاده می شود. نیروی محرکۀ مغناطیسی عبارت است از محصول شار مغناطیسی در مقاومت مغناطیسی مدار فرعی است. شار مغناطیسی از مسیرهای مغناطیسی فلزی، هوا عبور می کند و بین لایۀ metglas سنسور و فولاد قرقره مجددا توزیع می شود. شار مغناطیسی وقتی دندانۀ قرقره نزدیک به سنسور خواهد بود روی قرقرۀ فولادی بسته می شود. وقعیت دندانه باعث افرایش قابل توجه قدرت میدان مغناطیسی در تمام قسمت های مدار مغناطیسی می شود( به شکل 16a مراجعه کنید). شکاف بین قرقره و سنسور تا تقریبا 3.5 mm در لحظۀ عبور علامت ها یا مارکرها افزایش میابد (به شکل 16b مراجعه کنید).
این خود باعث تغییر معنی دار شار مغناطیسی که از سنسور عبور می کند می شود.به عنوان مثال، این تغییر را می توان از شکل 1 و با مقایسۀ مقدار ضریب ME در صورتی که دامنۀ میدان مغناطیسی از 100 Oe به 70 Oe تغییر کرده برآورد کرد. جریان کاهش میابد و این باعث تغییر زیاد ویژگی های بارز سنسور می شود. از اینرو، برچسب قرقره یک پللس ولتاژ قوی در سنسور ME تولید می کند. مقدار ولتاژ خروجی در سنسور ME را می توان با استفاده از یک تعریف برای ضریب ME محاسبه کرد:
U=E⋅d=αME⋅H4⋅d (2)
E عبارت است از میدان الکتریکی در مادۀ فیزوالکتریک، d ضخامت مادۀ فیزوالکتریک، H4 قدرت میدان مغناطیسی در موقعیت سنسور، Αme ضریب الکتریسیتۀ القایی است.