چکیده
در این مطالعه به امکان کاربرد مادۀ الکتریسیتۀ مغناطیسی به عنوان عنصر حسگر یک سنسور موقعیت میل لنگ پرداخته می شود. سنسور موقعیت میل لنگ الکتریستۀ القایی پیشنهادیبرخلاف سنسورهای قدیمی مثل سنسورهای با اندازۀ و وزن کمتر دارای مزایای متعدی است. ساختار دارای لایۀ الاستیسیتۀ مغناطیسی-فیزوالکتریکی مبتنی بر پلیت PZT فیزوسرامیکی با ابعاد 0.5 mm ضخامت و 30mm طول و 10 mm عرض به عنوان عنصری از یک سنسور استفاده شد. سنسور طراحی شده پیک پالس ولتاژ 1.4V را نشان داد. طراحی پیشنهادی با استفاده از مادۀ الکتریسیتۀ القایی برای ایجاد سنسورهای موقعیت و جایگزینی بکار برده می شود.
1. مقدمه
پیشرفت صنعتی در عصر مدرن وظیفه را در اختراع اجزاء و دستگاه های فنی جدید می دانند. صنعت خودرو یکی از مهترین بخش های اقتصاد است که بی وقفه در حال پیشرفت است و به دنبال مزایای رقابتی حتی در موارد کوچک و استفادۀ هر چه بیشتر از تکنولوژی روز است. الکترونیک، کامپیوترها و سنسورها بخش مهمی از اتومبیل های مدرن محسوب می شوند. مثلا، تقریبا تمام اتومبیل ها مجهز به سنسور موقعیت میل لنگ (سنسور (CKP) یا گاها یک سنسور موقعیت میل سوپاپ (سنسور (CMP) هستند. سنسور CKP برای تعیین موقعیت زاویه ای میل لنگ موتور، همزمانی واحد کنترل با موتور گردش کار و تعیین سرعت چرخشی محور استفاده می شود. سنسور CKP مزایای قابل توجهی در صنعت خودروسازی و همچنین تقاضای مصرف بالایی دارد. اصل عملیات سنسورهای CKP و CKP مبتنی بر پدیدۀ القای الکترومغناطیسی یا اثر هال است. سنسورهای الکتریستۀ القایی که اخیرا توسعه یافته اند جایگزین خوبی برای سنسورهای القایی و سنسورهای هال هستند. اثر الکتریسیتۀ القایی اثری است که در تغییر پلاریزاسیون الکتریکی مادۀ P تحت عمل یک میدان مغناطیسی خارجی H (اثر مستقیم) یا در اثر تغییر مغناطیس گری مادۀ M تحت تأثیر میدان الکتریکی E (اثر مخالف) بروز می کند و می تواند به عنوان موقعیت ثبت میل لنگ مورد استفاده قرار بگیرد. تک بعدی بودن ضریب ME که در تازه ترین نوشته ها پیرامون اثر ME پذیرفته شده V/(cm⋅Oe) است. یعنی نسبت ولتاژ در الکترودهای عنصر ME به ضخامت عنصر ME و میدان مغناطیسی تناوبی. ما در این مقاله از مسئلۀ تک بعدی بودن ضریب ME برای مقایسۀ صحیح نتایح مطالعه با سایر مطالعات استفاده کردیم. دامنۀ میدان مغناطیسی ثابت نیز در اورستدها داده خواهد شد. سنسور میدان مغناطیسی که قبلا توضیح داده شد را می توان به عنوان پایه و اساسی برای این سنسور استفاده کرد. یکی از مزیت هایی که این سنسور نسبت به سنسورهای القایی دارد دارای ساختار یاده تر، اندازه و وزن کمتر است. علاوه بر این، مزیت دیگر این سنسورها بر اساس تأثیر هال عدم وجود یک منبع قدرت خاص مورد نیاز برای عملیات سنسور می باشد. از سنسور CKP ME به عنوان نمونۀ اولیۀ و بهبود بیشتر ویژگی می توان به عنوان سنسور جریان استفاده کرد. اصل عملیات سنسور ME CKP اطلاعات درستی در خصوص موقعیت میل لنگ ارائه می دهد. در اصل، پیشنهادی که در مورد اندازه گیری موقعیت زاویه ای یا سرعت چرخش محور با عنصر ME بیان شد برای دستگاه ها و طرح های مختلف در مواقعی که حرکت و جابجایی وجود دارد می تواند مورد استفاده قرار بگیرد.
این مقاله در نشریه آی تریپل ای منتشر شده و ترجمه آن با عنوان مواد الکتریسیته القایی در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
The crankshaft position sensor based on magnetoelectric materials
