میدان مغناطیسی زمین

اختصاصی از سورنا فایل میدان مغناطیسی زمین دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

میدان مغناطیسی زمین

دید کلی

در هر نقطه‌ای در نزدیکی سطح زمین ، عقربه مغناطیسی آویزان از رشته یا واقع روی یک نقطه به ترتیب خاصی سمت گیری می‌کند (تقریبا در جهت شمال به جنوب). این واقعیت مهم به این معنا است که زمین میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند، مطالعه میدان مغناطیسی زمین برای مقاصد عملی و علمی از اهمیتی اساسی برخودار است.

از زمانهای قدیم ، قطب نماها ، یعنی وسایلی بر اساس استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای سمت گیری نسبت به چهار جهت اصلی ، بکار گرفته می‌شدند. قطب نمای مرسوم شامل یک عقره مغناطیسی و یک صفحه مدرج است و در جهت یابیها کاربرد وسیعی دارد.

از میدان مغناطیسی زمین چه استفاده‌هایی می‌شود؟

در دریانوردی و هوانوردی جدید ، دیگر قطب نمای مغناطیسی تنها وسیله‌ای برای سمت گیری و تعیین مسیر کشتی یا هواپیما نیست. برای این منظور وسایل دیگری نیز وجود دارد. با وجود این ، از اهمیت قطب نمای مغناطیسی به هیچ وجه کاسته نشده است. تمام کشتیها و هواپیماهای امروزی به قطب نمای مغناطیسی مجهزند. زمین شناسان ، شکارچیان و مسافران نیز از قطب نما خیلی استفاده می‌کنند. وجود میدان مغناطیسی زمین انجام پاره‌ای از بررسیهای مهم دیگر را میسر ساخته است. از آن جمله می‌توان از روشهای اکتشاف و مطالعه ذخایر آهن نام برد.

قطبهای مغناطیسی زمین

مغناطیس زمین پیرامون زمین را میدان مغناطیسی که ماینوتسفر یا مغناطو کره نامیده می‌شود احاطه نموده است. باید توجه داشت که نقاط به هم رسیدن خطوط میدان مغناطیسی روی سطح زمین قرار ندارد، بلکه قدری از آن پایینتر هستند. همچنین قطبهای مغناطیسی زمین با قطبهای جغرافیایی آن منطبق نیستند. محور میدان مغناطیسی زمین ، یعنی خط مستقیمی که از هر دو قطب مغناطیسی می‌گذرد، از مرکز زمین نمی‌گذرد و از اینرو قطر زمین نیست. مغناطو کره توسط دو عامل مشخص می‌شود: انحراف مغناطیسی و شیب مغناطیسی.انحراف مغناطیسی عبارت است از زاویه انحراف عقربه مغناطیسی از نصف النهار جغرافیایی مورد نظر. خطوط واصل نقاط دارای انحراف مغناطیسی مساوی که خطوط هم گوشه نام دارند، در جنوب و شمال قطبین مغناطیسی که مخالف قطبین جغرافیایی است، همگرا می شود. برخی از محققان ، عدم تطابق قطبهای مغناطیسی و جغرافیایی را به توزیع نایکنواخت خشکی و آب در زمین توجیه می‌نمایند.شیب مغناطیسی عبارت است از زاویه میان عقربه مغناطیسی نسبت به افق (در نیمکره شمالی سر شمالی عقربه و در نیمکره جنوبی عقربه به افق متمایل می شود). ضمن حرکت از استوا به سوی قطبین ، شیب مغناطیس افزایش می یابد. خط واصل نقاط دارای شیب صفر استوای مغناطیسی نام دارد . استوای مغناطیسی ، استوای جغرافیایی را در دو نقطه، یکی با 169˚ طول شرقی و دیگری با ˚23 طول غربی به جنوب و در نیمکره شرقی به شمال منحرف می گردد. در قطبین مغناطیسی شیب به ˚90 می رسد.

مغناطش خود بخودی مواد در میدان مغناطیسی زمین

از مغناطش خودبخودی مواد در میدان مغناطیسی زمین استفاده‌های زیادی می‌شود. از جمله در ساخت مینهای مغناطیسی است که در عمق معینی زیر سطح آب قرار می‌دهند و با عبور کشتی از بالای آنها منفجر می‌شود. ساز و کاری که باعث صعود مین به سطح و انفجار آن می‌شود وقتی عمل می‌کند که عقربه مغناطیسی که می‌تواند حول میله‌ای افقی بچرخد، بر اثر میدان مغناطیسی کشتی که از بالای مین می گذرد، بتواند بگردد. معلوم شده است که کشتی همیشه خودبخود آهنربا می‌شود. برای محافظت در مقابل مینهای مغناطیسی دو روش بکار می‌برند:

مین روبی

این روش عبارت است از حمل مغناطیس نیرومندی که با طنابهای سیمی از هواپیمای در حال پرواز در ارتفاع کم در منطقه مین گذاری شده آویزان می‌شود. گاهی کابل سیمی دایره شکلی را بطور شناور روی آب قرار می‌دهند و جریانی از آن می‌گذرانند. بر اثر میدان مغناطیسی یا جریان ، ساز و کار مینها عمل می‌کند و بدون هیچ خسارتی منفجر می‌شوند.

تحقیق در مورد طراحی قطب نمای الکتریکی

اختصاصی از سورنا فایل تحقیق در مورد طراحی قطب نمای الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:28

 فهرست مطالب

                                نکات کاربردی

طراحی قطب نمای الکتریکی

KMZ52 و KMZ51با استفاده از

خلاصه :

عنوان

- مقدمه

2- میدان مغناطیسی زمین

3- بلوکهای ساختمان یک قطب نمای الکتریکی

  برای کاربردهای قطب نما  ( MR )4- سنسورهای مقاومت مغناطیسی

1. 1- المانهای سنسور مقاومت مفناطیسی
2. 1.1- اثر مقامت مغناطیسی

 barber pole                      4.1.2- بهینه سازی ویژگیهای سنسور با استفاده از ساختار

( نوار باریک آلومینیوم )                                                                                       

1.  1.3- پیکره بندی پل

(compensation coils) و سیم پیچ جبران کننده Set/Reset            4.2-  سیم پیچ

 برای سیستمهای قطب نما Philips (مقاومت مغناطیسی) از شرکت MR            4.3- سنسورهای

 (واحد شرایط سیگنال) (SCU) Signal Conditioning Unit 5-

1. 1- نیازمندیها

 offset            5.2- تصحیح

(ΔS)            5.3- جبران اختلاف حساسیت 

1. 4- تصحیح حالت غیر تعامد
2. 5- طراحی مدار
3. 5.1- رعایت ولتاژ تغذیه

 ( وارونه شده ) (بلوک 1)flipping                     5.5.2- مولد برق

1. 5.3- پیش تقویت کننده (بلوک 2)

offset                     5.5.4- تصحیح 

 سنکرون( rectifier )                     5.5.5- یکسوکننده

1. 5.6- کنترل کننده انتگرالگیر

(compensation coil)                     5.5.7- تحریک سیم پیچ جبران کننده

electro-magnetic بدون فیدبک SCU                     5.5.8- 

 با میکروکنترلرSCU                     5.5.9-

 (واحد تعیین جهت) (DDU) Direction Determination Unit 6-

8-Segment          6.1- قطب نما

 بالاResolution          6.2- قطب نمای با                

7- کالیبراسیون میدان تداخل

8- کالیبراسیون  شمال حقیقی

9- تصحیح کجی

10- دقت سیستم

11-مثالهائی کاربردی

12- مراجع

 سنسورهای میدان مغناطیسی هستند ، که برایPhilips Semiconductors از شرکت KMZ52 و KMZ51

کاربردهای قطب نما اختصاص یافته است. هر دو سنسور به اثر مقاومت مغناطیسی تکیه دارند و

حساسیت مورد نیاز را ایجاد می کنند و میدان مغناطیسی زمین را به صورت خطی اندازه گیری می کنند.

 شامل یک سنسور میدان دوبعدی است، بهKMZ52  تنها محور سنسور میدان هست، KMZ51زمانیکه

طوریکه برای یک قطب نما مورد نیاز است، که در داخل یک جعبه بسته بندی شده است. هر دو آی سی

مجهز هستند. این سیم پیچها   ( compensation ciols ) و سیم پیچ جبران کننده Set / Resetبه سیم پیچ

( electro-magnetic ) و تکنیک فیدبک آهنربای الکتریکی Offsetباعث می شوند تا تکنیکی برای حذف

Signal Conditioning Unitبرای حذف حساسیت با دما را ایجاد کنند. از این گذشته المانهای سنسور، یک

       برای ساخت یک قطب نمای الکتریکی مورد نیاز هستند.Direction Determination Unitو یک  

 می باشد. offset تقویت سیگنالهای سنسور و جبران Signal Conditioning Unitوظایف اصلی

 بالا ، درجه حساسیت باید جبران شود. هر دو تکنیکهای جبران Resolutionبرای سیستمهای با

 برای  Compensation coils و Set / Resetسازی می تواند  به آسانی با کنترل کردن با هم

 ، زاویه ای کهDirection Determination Unit انجام شود. در KMZ52 / KMZ51

تحریک می شود مانند خروجی قطب نما مطلوب است .

 و تعیین جهت( signal conditioning )این مقاله نشان می دهد که چطور شرایط سیگنال

 تحقق می یابد . همچنینKMZ52 یا KMZ51 در ترکیب با ( direction determination )

 ، انحراف مغناطیسی ( interference fields )تکنیکهای کالیبراسیون با نسبت به میدان تداخل و مایل شدن در خروجی نشان داده می شود .

سرانجام درستی سیستم بررسی می شود و مثالهائی برای کامل کردن سیستمهای قطب نماآورده شده است.                                                                                                                                 

خلاصه مطلب :

این مقاله شرح می دهد که چطور سیستمهای قطب نمای الکتریکی با استفاده از سنسورهای مقاومت تحقق می یابد. بنابراین، در وهله اول   Philips Semiconductors از شرکت KMZ52 و KMZ51مغناطیسی یک مقدمه ای در مورد ویژگی های میدان مغناطیسی زمین داده شده است. در ادامه بلوکهای ساختمان اصلی یک قطب نمای الکتریکی نشان داده شده است، که دو تا از المانهای سنسور که برای اندازه گیری    و دیگری signal conditioning unit  میدان زمین در سطح افق هستند ، که یکی y  و xمولفه های می باشد .direction determination unit برای تهیه ی یک سری اطلاعات در مورد المانهای سنسور ، اثر مقاومت مغناطیسی و بهینه کردن    (نوار باریک آلومینیوم) به طور خلاصه شرح  barber poleخصوصیات سنسور که با استفاده از ساختمان و سیم پیچهای جبران کننده set/reset، مانند KMZ51شده است. همچنین ویژگی های مهم محصولات

Signal Conditioning  اشاره شده است. یکی از وظایف اصلی (compensation coils)تقویت کردن ولتاژ خروجی سنسور می باشد، که برای تهیه کردن سیگنالهای ورودی منطقی از امری ضروری offset  پیروی می کنیم. از سوی دیگر، حذف Direction determination unit است . برای سیستمهای با دقت بالا ، همچنین تغییر حساسیت ناشی از اختلاف دما باید جبران شود . روشهای عملی برای انجام دادن همه این کارها در سخت افزار یا در نرم افزار داده شده اند.

 بلوک ساختمانی است که برای تحریک کردن زاویه بسته به مطلوب بودن  direction determination unit مقدار خروجی قطب نما است. جهت نجومی بین شمال مغناطیسی و جهت چرخش است. برای سیستم         arctan (وضوح) بالا، باید قانون ریاضی به وسیله اعمال کردن تابع Resolutionهای قطب نمای با به نسبت دو سیگنال سنسور انجام شود. این نشان داده می شود، که چطور این تابع به صورت نرم افزار   - 8  تحقق یابد ،  segmentی انجام می شود. بدون این محاسبات، خیلی ساده می تواند با یک قطب نمای .(N،NE،…)که فقط نقطه میانگین یا نزدیک عدد اصلی نمایش داده می شود از طرف دیگر این مقاله تحقق وظایف اصلی قطب نما، همچنین کالیبراسیون قطب نماهای الکتریکی در مقابل منابع خطای خارجی مانند میدانهای تداخل مغناطیسی، انحراف بین شمال حقیقی و مغناطیسی و خطای مایل بودن را در بردارد. در نهایت ، تعیین درستی و صحت سیستم و مثالهائی برای کامل کردن سیستمهای قطب نما داده شده اند.

- مقدمه :

قطب نمای مغناطیسی وسیله ای است که در خیلی از مناطق تعیین کننده حرکت کشتی ها یا .( Global Positioning System ) ( GPS )هواپیما ها است، حتی در سیستمهای موقعیت یاب جهانی: وسیله ای که از اندازه حرکت زاویه ای یک  gyroجایگزینی قطب نماهای عقربه ای مغناطیسی قدیم یا (

جرم دوار (رتور) برای نشان دادن یا اندازه گیری حرکت زاویه ای پایه خود حول یک یا دو محور عمود بر محور دوران بهره می گیرد) قطب نمای ژیروسکوپی با یک راه حل الکترونیکی پیشنهادی است که مزایایی شبیه داشتن یک مولفه حالت جامد بدون حرکت قسمتها و آسانی ارتباط با دیگر سیستمهای الکترونیکی است.

 ( MR )برای سنسورهای میدان مغناطیسی داخل یک سیستم قطب نما، تکنولوژی مقاومت مغناطیسی  راه حلی است که دارای ارجحیت بالاتری می باشد. را مقایسه کنید، که می تواند در اغلب قطب نماهای الکترونیکی  یافت شود،   flux-gateسنسورهای ارزش بیشتری دارد، به طوریکه نیازی (MR)پیشنهاد تکنولوژی مقاومت مغناطیسی ساخته شود. به علت  ICبه سیم پیچ هائی برای پیچاندن نیست و می تواند در یک پروسه ای شبیه به در این حوزه کاری بهتر است.Hall نسبت به المانهای MR حساسیت بالایشان، سنسورهای و همچنین ارائه  MRهدف این مقاله ارائه یک مقدمات کلی طراحی قطب نمای الکتریکی با سنسورهای درک جزئیات می باشد. بنابراین، ویژگیهای اصلی میدان مغناطیسی زمین توضیح داده شده اند و مروری بر بلوکهای ساختمانی یک قطب نمای الکتریکی داده شده است. در ادمه تشریح سنسورهای مقاومت برای کاربردهای قطب نما و طراحی هر بلوک ساختمانی به طور جزئی پوشش داده    Philipsمغناطیسی شده است. در اینجا، درک هردوی سخت افزار و نرم افزار نشان داده شده اند. بخشهای بعدی به قسمتهای خاصی مانند کالیبراسیون میدان تداخل، تنظیم شمال حقیقی، تصحیح کجی و دقت سیستم اختصاص یافته است. در پایان، مثالهائی برای کامل کردن سیستمهای قطب نما داده شده اند، که شامل بلوکهای ساختمانی که قبلا تشریح شده بود می باشد.