Датчик – первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, частоту, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т.п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации, а также для воздействия им на управляемые процессы.
Датчик – это самостоятельное конструктивно автономное средство измерений, размещаемое в месте отбора информации, исполняющее функцию первичного преобразователя измеряемой величины в электрическую или электромагнитную величину, состоящее из минимально необходимого числа звеньев преобразования измеряемой величины, обладающее однозначной функцией преобразования и требуемыми для данных целей измерений взаимосогласованными (непротиворечивыми) метрологическими и надежностными характеристиками.
Датчик – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем (по ГОСТ 16263).
Преобразователь физической величины (ПФВ). Устройство, предназначенное для восприятия и преобразования контролируемой физической величины в выходной сигнал.
Примечание – ПФВ имеет точностные характеристики и не относится к средствам измерения.
Датчики и преобразователи физических величин электронные.
Термины и определения
М.: ИПК Издательство стандартов. 1997)
Датчик – это преобразователь измеряемой (контролируемой) физической величины в величину, удобную для дальнейшего преобразования или измерения.
Для построения датчиков используется значительное (более 500) количество физических эффектов (принципов).
(Датчики: Справочное пособие/ Под общ. ред. В.М. Шарапова, Е.С. Полищука. М.: Техносфера, 2012. – 624с.)
Sensus (лат) – ощущение, чувство, способность воспринимать «раздражение», является, по-видимому, одним из наиболее универсальных свойств систем живой и неживой природы, проявляющееся в способности реагировать на внешнее воздействие.
Датчик, сенсор (от англ. sensor).
Классификация датчиков
Системы классификации датчиков могут быть очень разными: от очень простых до сложных. Критерий классификации всегда выбирается в зависимости от цели проведения классификации.
Все датчики по виду выходной величины и необходимости внешнего источника энергии можно разделить на две категории:
В генераторных датчиках внешний источник энергии не нужен. Например, в пьезоэлектрическом датчике под действием измеряемого усилия на электродах пьезоэлемента возникает электрический заряд (или электрическое напряжение).
В параметрических датчиках под действием измеряемой физической величины меняется какой-либо из параметров (например, электрическое сопротивление в тензорезисторах). Для получения выходного электрического сигнала требуется источник энергии (тока или напряжения).
Таким образом, датчики могут иметь (или не иметь) вспомогательный источник энергии.
По физическому принципу действия датчики (преобразователи) могут быть:
· физическими (электрические, магнитные, тепловые, оптические, акустические и т. п.);
· комбинированными (физико-химические, электрохимические, биоэлектрические и т.п.).
Электромагнитные датчики
Назначение. Типы электромагнитных датчиков
Электромагнитные датчики предназначены для преобразования перемещения в электрический сигнал за счет изменения параметров электромагнитной цепи. Эти изменения могут заключаться, например, в увеличении или уменьшении магнитного сопротивления RМ магнитной цепи датчика при перемещении сердечника. Если перемещается не сердечник, а обмотка, то происходит изменение потокосцепления обмотки.
Таким образом, изменения в электромагнитной цепи датчика могут быть вызваны:
· перемещением элемента магнитной цепи (сердечника или якоря);
В результате таких перемещений изменяется индуктивность обмотки L или ее взаимоиндуктивность М с обмоткой возбуждения. Поэтому в технической литературе электромагнитные датчики часто называют индуктивными.
Электромагнитные датчики обычно рассматривают как параметрические, поскольку величины L и М зависят от перемещения х: L = ƒ(x), М = ƒ(х). Но электромагнитные датчики с изменяющейся взаимоиндуктивностью можно отнести и к генераторному типу, поскольку в результате изменяется и ЭДС обмотки, т.е. Е = ƒ(х).
Изменение индуктивности и взаимоиндуктивности может происходить и под влиянием механических напряжений в сердечнике электромагнитного датчика. Такие напряжения приводят к изменению магнитной проницаемости ферромагнитного материала сердечника. Электромагнитные датчики, основанные на таком физическом явлении, называются магнитоупругими датчиками.
Так как ЭДС в выходной обмотке появляется за счет изменения коэффициента взаимоиндукции с обмоткой возбуждения, то такие электромагнитные датчики называют трансформаторными. Ведь обмотку возбуждения можно рассматривать как первичную обмотку трансформатора, а выходную обмотку – как вторичную.
К генераторным датчикам относятся и индукционные датчики, в обмотках которых генерируется ЭДС в зависимости от скорости перемещения: Е = ƒ(dx/dt).
С помощью электромагнитных датчиков можно автоматически измерять:
· свойства магнитных материалов;
· определять внутренние полости и трещины в деталях (дефектоскопия);
· толщину немагнитных покрытий на стали;
· расход жидкостей и газов в трубопроводах и др.
Достоинства электромагнитных датчиков:
· простота и дешевизна;
· высокая надежность за счет возможности съема выходного сигнала без скользящих контактов;
· возможность питания от промышленной сети частотой 50 Гц;
· возможность получения достаточно высокой мощности выходного сигнала;
· возможность работы как в диапазоне малых (доли мм), так и больших (метры) перемещений.
Недостатки электромагнитных датчиков:
· влияние на выходной сигнал внешних электромагнитных полей и частоты питающего напряжения;
· возможность работы только на переменном токе (питание постоянным током возможно лишь для индукционных датчиков, рассматриваемых ниже).
3.2 Принцип действия и основы расчета индуктивных датчиков
Простейший индуктивный датчик представляет собой дроссель с переменным воздушным зазором в магнитопроводе. На рисунке 1 показаны две наиболее распространенные конструктивные схемы индуктивных датчиков на одном сердечнике. Это одинарные индуктивные датчики.
На сердечнике 1 из электротехнической стали размещена обмотка 2, подключаемая к источнику переменного напряжения. Магнитный поток в сердечнике замыкается через якорь 3, который может перемещаться относительно сердечника 2. Якорь 3 механически связан с деталью, перемещение которой необходимо измерить. Эта деталь на рисунке не показана, но перемещение х ее может происходить в вертикальном направлении (рисунок 1, а) или в горизонтальном направлении (рисунок 1, б).
Перемещение якоря изменяет магнитное сопротивление магнитной цепи, состоящей из сердечника, якоря и воздушного зазора δ. Следовательно, изменится индуктивность обмотки 2. поскольку эта обмотка включена на переменное напряжение, ток в обмотке 2 будет определяться ее полным сопротивлением, в которое входит и индуктивное сопротивление. С увеличением воздушного зазора магнитное сопротивление увеличивается, а индуктивность, индуктивное и полное сопротивления уменьшаются (рисунок 2, а).
Найдем выражение, определяющее зависимость тока в обмотке датчика от перемещения. Анализ проведем применительно к конструктивной схеме, показанной на рисунке 1, а. В этом случае приращение перемещения х всегда равно приращению зазора δ, поэтому нам необходимо получить математическую зависимость тока I от зазора δ: I = ƒ(δ).
Одинарные индуктивные датчики имеют ряд существенных недостатков:
· на его якорь действует сила притяжения к сердечнику. Эта сила вносит погрешность в работу датчика тем большую, чем меньше перестановочное усилие детали, перемещение которой надо измерить;
· при изменении знака входного сигнала не меняется знак выходного сигнала (т.е. датчик не является реверсивным);
· диапазон изменения входного сигнала, при котором сохраняется линейность статической характеристики, невелик.
· в качестве бесконтактных датчиков положения и концевых выключателей при управлении механизмами, имеющими значительные перестановочные усилия.
Насколько безопасно место, где мы живем? Обзор измерителя электромагнитного поля Mustool MT525
Содержание
Вступление
Электромагнитные поля (ЭМП) являются неотъемлемой частью окружающего нас мира. В природе электрические поля, невидимые человеческому глазу, образуются в атмосфере при грозе. Магнитное поле нашей планеты указывает компасу в направлении «север» и «юг».
Электрическое поле появляется за счет разницы электрических напряжений, следовательно, чем выше напряжение, тем больше электрическое поле. Измеряется электрическое поле в вольтах на метр (В/м). Магнитное поле появляется там, где проходит электрический ток, следовательно, чем больше сила тока, тем больше магнитное поле. Сила магнитного поля измеряется в амперах на метр (А/м). Однако, для измерения магнитного поля, чаще используют подобную А/м единицу измерения – микротесла (мкТл, еденица измерения индукции магнитного поля). Обобщая вышесказанное можно дать такую формулировку ЭМП – это силовое поле, образованное вокруг электрического тока, эквивалентное электрическому полю и магнитному полю, расположенным под прямыми углами друг к другу.
Помимо природных источников ЭМП есть и искусственные, такие как: бытовые электроприборы, электрические инструменты, линии электропередач, электропроводка и прочие электрические устройства. Исследования воздействия ЭМП на организм человека проводятся с середины ХХ века. В современном мире каждый из нас окружен различными электрическими устройствами, которые являются источниками ЭМП. Более опасным является воздействие магнитного поля. Исследования, проведенные Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) показывают, что кратковременное воздействие низкочастотных ЭМП на организм человека не вызывает пагубных последствий. В то же время воздействие высокочастотных ЭМП могут вызвать проблемы со здоровьем. На основании данных исследований, был выработан норматив низкочастотного магнитного поля, имеющий значение в 0,2 мкТл. Данный норматив в России, ссылаясь на «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям», имеет значение в 10 мкТл. К электрическому полю ВОЗ применяет норматив в 40 В/м, в России такой норматив имеет значение 50 В/м.
Для измерения электромагнитных полей применяются тестеры электромагнитного излучения. Одним из таких тестеров является «герой» сегодняшнего обзора — Mustool MT525. С помощью данного прибора определим: насколько безопасен наш дом, а также проверим самые распространенные электрические устройства на наличие допустимого излучения ЭМП.
Покупал данный прибор на Aliexpress, по ссылке ниже.
Цена на момент публикации: $20.00
Больше интересных товаров с Aliexpress вы найдете на моем канале в Telegram
Технические характеристики Mustool MT525
Электрическое поле | Магнитное поле
Единица измерения
В/м (V/m) | мкТл (µT)
Дискретность
1 V/m | 0.01 µT
Диапазон измерения
1 V/m – 1999 V/m | 0.01 µT – 99.99 µT
Порог срабатывания сигнализации
40 V/m | 0.4 µT
Дисплей
3-1/2-digit LCD
Частотный диапазон
5 HZ – 3500 MHz
Время измерения
0.4 секунды
Режим тестирования
Бимодульный синхронный тест
Условия эксплуатации
0 0 C
На коробке указано название прибора, а также фирма-производитель данного устройства. Также имеется надпись «Electromagnetic Radiation Tester», что в переводе с английского означает «Тестер Электромагнитного Излучения».
Перевернув коробку, можно ознакомиться с основными техническими параметрами тестера.
В комплект поставки Mustool MT525 входит:
Инструкция по использованию прибора написана на английском языке.
Внешний вид
Корпус прибора изготовлен из пластика. Габаритные размеры корпуса устройства, измеренные рулеткой:
На передней панели устройства расположен монохромный жидкокристаллический дисплей. Под дисплеем находится красный светодиод с надписью «Electromagnetic Radiation Tester». Светодиод срабатывает при превышении допустимого уровня электрического или магнитного поля.
Ниже экрана расположены три кнопки:
При кратковременном нажатии кнопки «HOLD/BEEP» на дисплее фиксируются текущие показания тестера. При длительном нажатии кнопки «HOLD/BEEP» можно как включить, так и выключить звуковую сигнализацию превышения допустимого уровня ЭМП.
Кнопка «AVG/VPP» осуществляет переключение тестера в режим отображения средних или максимальных значений.
При кратковременном нажатии на кнопку включения/отключения тестера – загорается подсветка дисплея. При длительном нажатии данной кнопки можно включить либо выключить прибор.
На задней панели Mustool MT525 расположены:
Для питания прибора необходимо 3 батарейки, типоразмера ААА:
Перечень основной информации, которая отображается на дисплее прибора.
Тестирование
Перед началом тестирования, вспомним предельно допустимые нормы электромагнитного излучения, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения:
Санитарные правила и нормативы в РФ:
Установив батарейки и включив прибор, первым делом я протестировал своё рабочее место, где находится системный блок компьютера и монитор. При выключенном компьютере тестер показывал оба значения, электрического и магнитного поля, равными нулю. Включив персональный компьютер, я провел измерения. Расстояние тестера до монитора с системным блоком было около 50 см.
Тестер показал превышение допустимого уровня электрического поля в 8 раз. Показания прибора колебались в районе от 264 V/m до 281 V/m. Показания уровня излучения магнитного поля были в норме.
Затем я протестировал WI-fi роутер. Тестирование роутера на расстоянии 1 метра от прибора:
Показания уровня электрического и магнитного поля равны 0.
Тестирование роутера на расстоянии 10 см:
Тестер показал превышение допустимого уровня электрического поля со значением 190 V/m. Показания уровня излучения магнитного поля были в норме. Также следует учесть, что вблизи роутера был подключен его блок питания на 12 V 1 A.
Тестирование микроволновой печи. Данное устройство отличается повышенной мощностью в сравнении с другими бытовыми электроприборами. Микроволновка была включена в сеть, замер излучения ЭМП был произведен на расстоянии 1 метра от печки.
Замер излучения ЭМП вблизи печки:
Затем микроволновка была включена на максимальную мощность 850 W. Результат тестирования:
Прибор показал значительно превышение электрического поля, с результатами от 516 V/m до 522 V/m, а также превышение магнитного поля с результатами от 21.27 µT до 22.29 µT.
На расстоянии 1 метра от включенной микроволновой печи на максимальной мощности 850 W, прибор показал такой результат:
Тестирование мобильных телефонов. Для тестирования устройств мобильной связи были выбраны 2 устройства:
Проведем тест Nokia 1200 и Apple Iphone 6S в режиме «ожидания»:
На обоих телефонах значения электрического и магнитного поля равны 0. На Iphone был включен Wi-fi, а также мобильный интернет.
Затем были проведены замеры на телефонах при входящем вызове.
На современном смартфоне при входящем вызове превышения допустимого значения ЭМП замечено не было. Телефон «старого» поколения, напротив, показал превышение допустимого значения магнитного поля в диапазоне от 2.90 µT до 12.47 µT.
После проведенных тестов дома я отправился на улицу. Первым объектом для тестирования была выбрана трансформаторная подстанция на 10 кВ.
На расстоянии около 2-3 метров был произведен замер ЭМП.
Такое расстояние полностью безопасно для человека, показания тестера были равны 0.
Подойдя вплотную ко входу в трансформаторную подстанцию был произведён еще один замер.
Прибор показал превышение уровня магнитного поля со значением 5.53 µT.
Вблизи дома, где я живу (около 100-150 метров), находится вышка сотовой связи.
Естественно, были произведены замеры на превышение уровня ЭМП вблизи вышки.
Вышка сотовой связи оказалась полностью безопасной для человека, показания тестера были равны 0.
Затем был произведен тест возле столба линий электропередач.
Показания электрического и магнитного поля были равны 0.
Завершить мою прогулку решил замером ЭМП возле высоковольтной опоры линий электропередач.
Включив прибор, было выявлено незначительное превышение уровня электрического поля на расстоянии приблизительно 20 метров. Подходить ближе и делать замеры на близком расстоянии я не стал, так как опоры стоят на удаленном расстоянии от жилых домов и постоянного потока людей там нет.
Отойдя на расстояние более 40-50 метров показания электрического и магнитного поля были равны 0.
Выводы
С развитием современных технологий в нашей жизни становится все больше электрических устройств. Исследования на тему влияния электромагнитных излучений на тело человека продолжаются по сей день. Учеными доказано, что кратковременное воздействие ЭМП допустимого уровня не оказывает пагубного воздействия на человека. Однако, при воздействии ЭМП выше допустимых норм, существует вероятность получить негативные последствия для своего организма, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.
Проведя тесты на излучение ЭМП компьютера, микроволновой печи, мобильных телефонов, подстанций и вышек сотовой связи можно сделать вывод, что при соблюдении рекомендаций ВОЗ, влияние ЭМП на организм человека, можно свести к минимуму. Как пример, можно взять микроволновую печь. Микроволновая печь является одним из самых мощных источников ЭМП в доме. Однако, она становится практически полностью безопасной, на расстоянии одного метра.
С более детальными рекомендациями и результатами исследований воздействия ЭМП можно ознакомиться на официальном сайте Всемирной организации здравоохранения.
Приборы для измерения электромагнитного излучения (ЭМИ) 2018
Приборы для измерения электромагнитного излучения (ЭМИ)
В статье будут рассмотрены некоторые приборы для измерения электромагнитного излучения (ЭМИ). Из школьной физики мы знаем, что все электрические приборы, будь то бытовые, или производственные — являются источниками электромагнитного излучения (ЭМИ). И хотя ЭМИ никак не ощутимо для человека, вред от него просто огромен. Не смотря на то, что электричество появилось относительно недавно, врачи бьют тревогу о колоссальных последствиях, угрожающих человеческому здоровью. Первыми в группу риска попадают женщины и дети, т.к. именно они наиболее подвержены пагубному влиянию электромагнитного поля. В чем же заключается опасность электромагнитного излучения?
Перечень наиболее серьезных проблем, к которым может привести воздействие электромагнитного поля, превышающего допустимые нормы:
Полностью исключить влияние электрического и магнитного полей на наш организм мы конечно не можем (нельзя же отказаться от всех электроприборов). Тем не менее, минимизировать их воздействие, удерживая уровень электромагнитного излучения в установленных нормах безопасности, вполне реально. Для этого необходимо проводить регулярный мониторинг уровня ЭМИ, и, в случае его превышения, принимать соответствующие меры. Существует ряд приборов, способных выявить и локализовать ЭМИ и его источники. Расскажем о нескольких таких приборах для измерения электромагнитного излучения, приведем примеры недорогих мобильных приборов и дорогого прибора, годного для точных измерений ЭМИ в бытовых и производственных помещениях.
Прибор для измерения электромагнитного излучения: Широкополосный измеритель напряженности ЭМП Narda NBM-550
Устройство из линейки NARDA NBM – 500. Обеспечивает сверхточные показатели измерений неионизирующих излучений. Ему доступен весь диапазон частот ЭМП. В комплект входят несколько зондов. Их калибровка осуществляется отдельно от главного прибора. Показатели, полученные с зонда, а также остальные калибровочные данные хранятся в энергонезависимой памяти. В дальнейшем их можно использовать на других приборах линейки NARDA NBM – 500. Прибор можно использовать для оценки соответствия внешних условий нормам безопасности путем определения напряженности электромагнитного поля. Это особенно актуально для рабочих мест с высоким уровнем электромагнитного излучения.
Преимущества данного широкополосного измерителя напряженности:
Наличие изотропных зондов делает возможным ненаправленное измерение в широком диапазоне значений (100 кГц — 60 ГГц); Интеллектуальный интерфейс обеспечивает визуализацию показателей зонда; Показания измерений наглядно отображаются на большом графическом дисплее; Энергонезависимая память может хранить до 5000 показаний.
Области применения ЭМП Narda NBM-550:
Оценка соответствия помещения нормам безопасности с точки зрения напряженности поля; Нахождение безопасного пространства; Мониторинг напряженности полей радиовещательных и радиолокационных устройств; Исследование постоянного магнитного поля; Определение электромагнитного излучения передающих устройств, установленных в мобильных телефонах; Измерение электромагнитного излучения в условиях промышленного производства; Оценка уровня защиты операторов диатермических устройств, создающих радиочастотное излучение.
Основные характеристики ЭМП Narda NBM-550:
Интервал разрядности измеряемых показателей: 0,0001 – 9999, 4 знака; Возможные единицы измерения: % (от стандарта), В/м, Вт/м2, А/м; Временное усреднение: от 5 с до 20 мин (с шагом 3 с.); Усреднение в пространстве: постоянное или дискретное; Поиск критических значений: звуковое оповещение нарастания или уменьшения измеряемого показателя.
Приобрести Narda NBM-550 можно в следующих интернет-магазинах:
Цены на Narda NBM-550:
Цена на данный прибор варьируется в пределах 1000000 — 1100000 руб.
Прибор для измерения электромагнитного излучения: Портативные анализаторы ЭМП Narda EFA200 и Narda EFA30
Анализатор электромагнитного излучения: ЭМП Narda EFA200 и Narda EFA30
Назначение Анализаторов ЭМП Narda:
Приборы предназначены для определения уровня излучения электромагнитного поля в общественных местах. Благодаря высокой точности устройства обеспечивают измерения в диапазоне низких частот с минимальной погрешностью. Кроме основной измерительной функции подобные приборы имеют важную дополнительную опцию — быстрое преобразование Фурье (FFT). Этот дополнительный функционал возможен благодаря новому режиму STD. Данный режим позволяет получить относительные значения показателей (т.е. % от заданной величины). Это актуально для определения величины сложных несинусоидальных сигналов, например на производстве, в котором используется контактная электросварка. В комплектацию обоих приборов входят изотропные датчики ЭМП. А прибор Narda EFA300 оснащен также модулем для изотропных измерений Е-поля. Он может работать как автономно, так и в режиме фиксации показателей. В дальнейшем эти показатели можно получить с помощью программы EFATS.
Области применения:
Оба устройства подходят для профессионального использования:
Приобрести Narda EFA200 и Narda EFA30 можно в следующих интернет-магазинах:
Стоимость:
Цена на данные приборы варьируется в пределах 10000 — 15000 руб.
Прибор для измерения электромагнитного излучения: Соэкс «Импульс»
Индикатор электромагнитных полей: Соэкс «Импульс»
Устройство незаменимо для поддержания электромагнитной безопасности, а также для профилактики негативного влияния ЭМИ.
Прибор позволяет:
Использование индикатора электромагнитных полей Соэкс «Импульс» позволяет свести к минимуму вредное воздействие електрических и магнитных импульсов. В устройстве предусмотрено 4 режима отображения результатов:
1) в жилом помещении — полученные показания сравниваются с диапазоном значений, установленных для жилого помещения; 2) в жилой зоне — полученные показания сравниваются с диапазоном значений, установленных для жилой зоны; 3) от ПЭВМ — полученные показания сравниваются с диапазоном значений, установленных для ПК; 4) Просмотр — полученные показатели не соотносятся с какими-либо нормами.
Области применения:
Прибор хорошо подходит для домашнего использования.
Основные характеристики:
Частотный диапазон ЭМП : 20 Гц. — 2 000 Гц.; Частота измерений: 2 раза в секунду; Автоматическая сигнализация: есть; Габаритные размеры (ВхШхТ): 100х45х20 мм.; Вес : 55 гр.
Где купить:
Приобрести «Импульс» можно в следующих интернет-магазинах:
Стоимость:
Цена на измерительный прибор «Импульс» составляет 5500 руб.
Индикатор электромагнитного поля «Радэкс ЭМИ50»
Индикатор электромагнитного поля: «Радэкс ЭМИ50»
Устройство, которое сможет проанализировать обстановку в помещении и сообщить об уровне опасности. Он позволяет выявить и локализовать ЭМП повышенной активности. С помощью изотопной антенны прибор укажет на наличие источников электромагнитного излучения. «Радэкс ЭМИ-50» — это небольшой и очень удобный в использовании прибор. Благодаря опции запоминания, он способен фиксировать прошлые значения измеряемых показателей. Если ЭМП в помещении превысит заданные нормы, то устройство оповестит пользователя характерным звуковым сигналом.
Особенности устройства:
Оснащен картой памяти на 13 измерений; Не подлежит обязательной поверке, т.к. его конструкция соответствует ГОСТ Р52319 и ГОСТ Р51522-99; Имеет функцию светового и звукового оповещения, срабатывающего при превышении критического значения; Имеет режим поиска ЭМП повышенной опасности.
Области применения:
«Радэкс ЭМИ-50» хорошо подходит для мониторинга ЭМП на рабочем месте или дома: спальни, гостинные, детские, кухни, прихожие.
Основные характеристики: Частотный диапазон: 47-53 Гц.; Возможная погрешность: 40 % Время активации рабочего режима: 2 мин.; Габаритные размеры (ВхШхТ):200 x 65 x 58 мм.
Где купить:
Приобрести «Импульс» можно в следующих интернет-магазинах :
