流量計用韋根傳感器用途系列產(chǎn)品
工作時不需要使用電源,可直接將磁場信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。
為無觸點型磁敏傳感器,使用壽命可達(dá)數(shù)十億次以上。且耐腐蝕,防潮濕,耐高溫,防爆性能*。
雙磁極觸發(fā)或單磁極觸發(fā)兩種工作方式,觸發(fā)磁場極性變化一周,韋根傳感器同步輸出一對正負(fù)電脈沖。
磁場觸發(fā)靈敏度更高,無雜波,不丟失信號。觸發(fā)磁感應(yīng)強度為1.5mT(1mT=10Gs)時,韋根輸出幅值即可達(dá)到2V,7~8mT時,輸出幅值可超過4V。
頻率范圍廣(0~20KHZ),且輸出信號幅值與磁場的變化速度無關(guān),可實現(xiàn)“零速”傳感。
輸出信號可利用線、同軸線等進(jìn)行遠(yuǎn)傳,廣泛適合于各種局域網(wǎng)絡(luò)管理。
流量計用韋根傳感器用途產(chǎn)品的用途
主要作為計數(shù)采樣傳感器或電子觸發(fā)開關(guān)等,用于微功耗智能型流量儀表領(lǐng)域,如各類智能型水表、熱量表、煤氣表、流量計、門禁、智能玩具等等。
流量計用韋根傳感器的工作方式
韋根傳感器是由一根經(jīng)特殊加工的磁雙穩(wěn)態(tài)功能合金絲和纏繞其外的感應(yīng)線圈組成的。它的工作原理是:在交變磁場中,當(dāng)平行于敏感絲的某極性磁場(例如N極)達(dá)到觸發(fā)磁感應(yīng)強度時,敏感絲中的磁疇受到激勵會發(fā)生運動,磁化方向瞬間轉(zhuǎn)向同一方向,同時在敏感絲周圍空間磁場也發(fā)生瞬間變化,由此在感應(yīng)線圈中感生出一個電脈沖。此后若該磁場減弱,敏感絲磁化方向?qū)⒈3址€(wěn)定不變,感應(yīng)線圈也無電脈沖輸出;但當(dāng)相反極性(S極)磁場增強到觸發(fā)磁感應(yīng)強度時,敏感絲磁化方向又瞬間發(fā)生反向翻轉(zhuǎn),并在感應(yīng)線圈中感生出一個方向相反的電脈沖。如此反復(fù),韋根傳感器便將交變磁場的磁信號轉(zhuǎn)換成正負(fù)電信號。由于韋根傳感器工作時不需要外加電源,因此它又被稱為零電(功)耗傳感器。
本公司開發(fā)的WG514韋根模塊是將韋根傳感器與信號整形電路集成在一起,組成一種新的功能模塊,其工作原理與韋根傳感器相同。不同點在于整形電路要用電池供電(3..0~9V),輸出信號不是一對正負(fù)尖脈沖,而是一對接近于矩形的高低電平脈沖,因而使用更方便。請參見整形電路和輸出波形一
觸發(fā)磁感應(yīng)強度B
型號 zui小值(mT) 標(biāo)準(zhǔn)值(mT) zui大值(mT) 輸出幅值VO(V) 脈寬 τ(μS) 工作溫度T(℃)
WG112 2.5 7~8 12 ≥1.5 10~50 -20~ 125
WG113 2.5 7~8 12 ≥1.5 10~50 -20~ 105
WG113A 2.5 7~8 12 ≥1.5 10~50 -20~ 105
WG115 2.5 7~8 12 ≥1.5 10~50 -20~ 125
WG214 2.5 7~8 12 ≥1.5 10~50 -20~ 125
WG311 2.5 7~8 12 ≥1.5 10~50 -20~ 125
WG312 2.5 7~8 12 ≥1.5 10~50 -20~ 125
WG514 2.5 7~8 12 VCC(注) 20~30 -20~ 12
注:WG514電源電壓VCC =3.6~5V,平均功耗電流ICC ≤0.2μA。
使用說明
磁路設(shè)計
為了使韋根傳感器和韋根模塊能正常工作,應(yīng)注意以下幾個方面:
應(yīng)使用N、S雙磁極交替觸發(fā),兩磁極間的距離要接近或大于傳感器長度。例如在水表中可使用φ9.5 mm鐵氧體磁環(huán)。亦可使用一對磁鋼,兩磁極之間距離一般不要小于9mm。
磁體安裝位置應(yīng)使得磁力線方向平行于傳感器敏感絲(參見觸發(fā)方式和安裝方法)。
傳感器敏感絲所處位置的觸發(fā)磁感應(yīng)強度應(yīng)確保不小于zui小值,而不宜大于zui大值。要注意某些使用場合(例如熱量表)磁體的磁場強度會隨環(huán)境溫度的升高而衰減,旋轉(zhuǎn)部件可能會因機械磨損而使得磁體與傳感器之間的距離變遠(yuǎn),因此初始設(shè)計時要將觸發(fā)磁感應(yīng)強度設(shè)定在略大于標(biāo)準(zhǔn)值附近。
例:在智能水表和智能熱量表應(yīng)用中,目前多數(shù)廠家使用φ9.5mm配套鐵氧體磁環(huán),磁環(huán)為一對N、S磁極(不能使用兩對或多對磁極的磁環(huán)),表面zui大磁感應(yīng)強度為90 mT以上。為減小機械磨損和溫度對磁場的影響,確保儀表*可靠運行,建議在設(shè)計時將觸發(fā)磁場初始工作點設(shè)定在8~9 mT左右。據(jù)測量,此時磁環(huán)表面至傳感器(模塊)底面zui適宜的距離為2.0~ 2.5mm。
要注意磁屏蔽,防止周圍雜散磁場的干擾。但屏蔽罩距離磁環(huán)或韋根應(yīng)不小于10mm,且韋根和磁環(huán)附近也不能有其他磁性材料,如鐵螺釘。
電路設(shè)計和軟件設(shè)計
韋根傳感器在交變磁場作用下,磁場每交變一周,正常情況下應(yīng)輸出一對正負(fù)電脈沖,但有時受到其他因素的干擾,還可能出現(xiàn)一些次波或毛刺。為了消除次波和毛刺引起的誤計數(shù),可以采取以下措施:
韋根傳感器信號經(jīng)整形電路整形后,再將整型信號分別輸入到單片機的輸入接口Io1和Io2(參見整形電路)。信號經(jīng)整形電路整形放大后,在輸出端Vo1輸出一個接近于矩形的低電平脈沖(請注意,不是負(fù)脈沖),而在輸出端Vo2輸出一個接近于矩形的高電平脈沖。高低電平幅值均等于電源電壓Vcc,脈寬約為20~30μS。WG504韋根模塊就是將韋根傳感器與整形電路集成在一起,使用起來更方便。
單片機的軟件設(shè)計應(yīng)使得計數(shù)電路分別采集到整型電路的低電平和高電平信號后計數(shù)器才進(jìn)“1”,也就是單片機I 01采集到*個低電平后,對可能再出現(xiàn)的其他低電平(無論有幾個)不再予以理睬,直到I 02采集到高電平后計數(shù)器才進(jìn)“1”。爾后對可能出現(xiàn)的其他高電平同樣不予以理睬,直到I 01再次采集到低電平時重新開始計數(shù)。這樣可以確保計數(shù)電路接收到的是韋根傳感器主信號。