Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 [ 72 ] 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

№п/п

Наименование параметра, единица измерения

Тип головки / зпачепие параметра

BS05N1HBAA

BS05M1HFAI

BS05I1KFAB

Напряжение питания, В

Входное сопротивление, кОм

0,5...6,0

0,5...6,0

1,0...15,0

Минимальное (эффективное) выходное напряжение, мВ

0,3...0,8

Ширина рабочей зоны, мм

Разрешающая способность, мм

0,75

0,75

0,75

Диапазон рабочих температур,°С

-45...+125

-45...+100

-40...+150

Габаритные размеры, мм

11,1 x 12,8 x

15x7,5x45

10,8x10,1x15

Масса, г, не более

Параметры, внешний вид и габариты некоторых типов магнитных датчиков, предназначенных для считъшапия информации с плоских носителей, приводятся в главе 17 тома 2.

В последнее время широкое распространение получили системы записи, хранения и считывания информации, основанные на использовании эффекта Виганда.

В общем виде носитель информации, использующий указанный эффект, представляет собой карточку стандартного размера, изготовленную из специальной пластмассы. В карточку впрессованы один или два ряда проволок Виганда точно установленного размера. Эти проволоки, в зависимости от их магнитного состояния , представляют О или 1. Па такую карточку может быть занесена информация с максимальным объемом 56 бит.

Считывающая головка в данном случае представляет собой устройство, содержащее обмотку и пару постоянных магнитов. Пример такого устройства приведен на рис. 5.87.

Основа носителя инф I


ПрОЕОПОЕИ

Виганда

Рис. 5.87 Считывающее устройство, использующее эффект Виганда

Перед тем как носитель (карта) поступит на устройство считъшапия, все проволоки должны быть насьпцены в одном и том же направлении магнитного насьпцения. Следовательно, информация станет полностью независимой от воздействия внешних полей, которые могут изменять магнитное состояние проволок перед считыванием. Информация основана только на геометрической конфигурации проволок и поэтому не изменяется.

Несколько слов о карточках

В современных электронных системах расчетов и контроля доступа используются устройства идентификации следующих основных типов:

считьшатели карточек с магнитной полосой;

считьшатели карточек Виганда;

считьшатели бесконтактных карточек с микросхемой.

Пиже остановимся на особенностях использования считьшаюших устройств двух первых типов.

Считыватели карточек с магнитной полосой

Карточка с магнитной полосой представляет собой стандартную пластиковую карточку, на которую с помощью специального кодирующего устройства записан персональный цифровой код и др. необходимая информация. Согаасно международному стандарту ISO, на магнитной полосе может находиться от одной до трех дорожек записи, причем их положение, ппфина и ряд других параметров строго регааментируются стандартом. Основной элемент считывателя карточек - магнитная головка. Передвигая карточку в специальной щели считывателя, мы перемещаем магнитную полосу мимо головки, и считываем записанную на карточке информацию.

Таблица 5.18. Основные параметры считывающих головок серии BS05, выпускаемых фирмой Murata



Таблица 5.19. Сравнительные характержтики наиболее распространенных систем считывания карточек

№ п/п

Наимеповапие показателя

Типа карточки

Карточка с

Карточка с

Карточка

качества

магнитной

элементами

бесконтактного

полосой

Виганда

считываниея

Затраты на эксплуатацию

высокие

отсутствуют

Скрытность кода

высокая

средняя

Время жизни карты

малое

большое

большое

Время жизни считывателя

малое

большое

среднее

Влияние электромагнитных полей

высокое

отсутствует

высокое

Стоимость инсталляции системы

средняя

высокая

Стоимость при эксплуатации

высокая

средняя

Возможность изменения кода

отсутствует

отсутствует

Пропускная способность

средняя

высокая

Стоимость карточек и считъшателей достаточно низка (карточка стоит 1-4 долл. США, а считъшатель в зависимости от тина - 100-300 долл.). Однако карточки требуют весьма бережного обращения, поскольку подвержены воздействию электромагнитных полей, а считыватели достаточно капризны в эксплуатации, поскольку их магнитные головки со временем засоряются и смещаются, что приводит к снижению пропускной способности систем контроля доступа (чтобы записанная информация считалась, зачастую приходится проводить карточкой через считыватель несколько раз).

Для повышения защищенности системы от несанкционированного доступа код, записанный на карточке, можно легю менять с помощью специального устройства чтения/записи, однако в целом защищенность невелика, поскольку лицо, завладевшее чужой карточкой на весьма короткое время, может сделать неограниченное число дубликатов.

Простые карточки с магнитной полосой для серьезных систем доступа, очевидно, уходят в прошлое. Некоторое время назад они использовались в случае желания потребителя иметь единые карточки, как для финансовых расчетов, так и для систем доступа, но теперь и в этом случае использовать их необязательно, поскольку карточки различных технологий вьшускаются уже и с нанесенной на них магнитной полосой.

Считыватели карточек Виганда

Устройство карточек и считывателей достаточно просто. В структуру пластиковой карточки при производстве впечатываются две полоски проволок Виганда, расположенных в строго определенной последовательности (различной для каждой карточки) и содержащих информацию о персональном коде ее владельца. Считыватель, который фактически является индукционной катушкой с двумя магнитами противоположной полярности, расположен в пластиковом или металлическом корпусе и для полной герметичности залит специальным изоляционным материалом. Считывание ведется бесконтактным индукционным методом, и при перемещении карточки вблизи считывателя одна полоска формирует положительные скачки индукционного тока (трактуются системой как единицы), а вторая - отрицательные (трактуются как нули), соответствующие бинарному коду карточки.

Достоинствами данной технологии признаны:

высокая надежность вследствие простоты устройства систем считывания;

сложность подделки карточки в связи с отсутствием информации о составе проводников;

высокая устойчивость карточки к внешним воздействиям;

невысокая стоимость считывателей и карточек ( цена карточки - 3-7 долларов, а считывателя, в зависимости от типа, -от 250 до 460 долларов).

Сравнительные характеристики наиболее распространенных систем считывания карточек приведены в табл. 5.19.



5.7.1. Общие принципы бесконтактного измерения тока

Измерение тока бесконтактным способом, в общем случае, сводится к измерению индукции магнитного поля, создаваемого измеряемым током с последующим вьшолнением необходимых вьгаислений.

В тех случаях, когда сила тока, протекающего через проводник, достаточно велика (более 100 А), можно измерить силу этого тока путем определения индукции магнитного поля рассеяния, расположив преобразователь магнитного поля на безопасном расстоянии вблизи токонесущего проводника или кабеля (Рис. 5.88.)

Преобразователь магнитного поля

Тело кабеля

£1111И111()0

поле рас:с:о


Выход

Рис. 5.88. Схема измерения тока с использованием магнитного поля рассеяния

Для проводника круглого сечения радиусом Rj, по которому проходит ток 1, тангенциальная составляющая магнитной индукции на расстоянии Rj > d от центра проводника определяется вьфажением:

271 xR

(5.17)

где Pj, - магнитная постоянная, равная 1,257 х 10 В х с / (А х м);

Rg - безопасное расстояние от центра проводника до центра магниточувствительного элемента.

5.7. Датчики измерения тока и напряжения

Большой класс изделий микромагнитоэлектроники представляют датчики для бесконтактного измерения тока и напряжения (ДТиН).

До недавнего времени для решения указанных задач в основном использовались классические датчики в виде шунтов, трансформаторов тока и магнитных усилителей. Каждый из этой группы датчиков обладает своими достоинствами и рядом недостатков.

Так, например, шунт отличается простотой исполнения, однако не обеспечивает гальванической развязки от токовой шины.

Трансформатор тока имеет, как правило, предельно низкую цену, однако не способен измерять постоянный

Магнитный усилитель ограничивается измерением только пульсируюпщх токов.

Все перечисленные недостатки устраняются в конструкциях следующего поколения датчиков, получивших название, бесконтактных датчиков измерения тока и датчиков напряжения.

Датчики тока и напряжения последнего поколения представляют собой магнитоэлектронные устройства, принцип действия которых основан на измерении магнитной индукции, создаваемой проходящим током и регистрируемый преобразователем магнитного поля. В качестве преобразователей магнитного поля, в принципе, могут использоваться любые типы преобразователей магнитного поля: элементы Холла, магниторезисторы, магнитодиоды, магнитотранзисторы и др.

Однако наибольшее распространение для указанных целей получили два типа ПМП: магниторезисторы -для регистрации малых токов (до 0,5 А) и элементы Холла - для измерения больших токов (до 1000 А и более).

В промышленных образцах измерителей тока и напряжения, как правило, используются магниточувствительные и магнитоуправляемые микросхемы с использованием интегральных элементов Холла. При этом элемент Холла качественно отрабатьшает постоянные и низкочастотные (до 20 кГц) сигналы, а в области высокочастотных сигналов датчик тока работает уже как трансформатор тока, что обеспечивает полосу пропускания частот измеряемых токов до 200 кГц и более.

Использование современных высокочувствительных ПМП позволяет реализовать их главное преимущество: датчики на их основе способны измерять без разрьша цепи как постоянный, так и переменный ток, гарантируя гальваническую развязку источника сигнала и измерительного прибора.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 [ 72 ] 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122