Mewn meysydd dosbarthu pŵer DC manylder uchel megis storio ynni ffotofoltäig, pentyrrau gwefru cerbydau trydan, a chanolfannau data, mae mesuryddion pŵer DC yn "feddygon pŵer" anhepgor. Mae cywirdeb a sefydlogrwydd y mesuryddion hyn yn dibynnu'n llwyr ar un dangosydd craidd-pa mor gywir y maent yn dal ac yn mesur y cerrynt sy'n llifo drwy'r gylched.
I lawer o beirianwyr trydanol hynafol, mae'r "shunt" yn ddull samplu cyfredol cyfarwydd iawn. Fodd bynnag, gyda datblygiad cyflym technoleg, mae termau newydd megis synwyryddion effaith Hall, synwyryddion fflwcs, a hyd yn oed TMR (magnetoresistive twnnel) yn dod i'r amlwg un ar ôl y llall.
Synwyryddion effaith Neuadd
Mae'r synwyryddion hyn yn defnyddio elfennau lled-ddargludyddion Hall i fesur cerrynt trwy synhwyro'r maes magnetig a gynhyrchir o amgylch dargludydd cynradd. Mae hwn yn ddull mesur digyswllt poblogaidd iawn, a'i fantais fwyaf yw ei ynysu trydanol cynhenid, gan ddileu pryderon am foltedd uchel sy'n effeithio'n uniongyrchol ar y sglodyn mesurydd i lawr yr afon, gan arwain at ddiogelwch uchel iawn.
Synhwyrydd Cyfredol Fluxgate
Mae hon yn dechneg sy'n defnyddio nodweddion dirlawnder craidd haearn athreiddedd uchel mewn maes magnetig eiledol i fesur meysydd magnetig gwan yn anuniongyrchol.
Mae ei nodweddion yn wahanol iawn: cywirdeb uchel iawn a drifft tymheredd isel iawn, sy'n golygu ei fod yn cael ei ddefnyddio'n aml mewn canfod DC manwl uchel, monitro inswleiddio trydanol, a graddnodi metrolegol. Fodd bynnag, mae ei anfanteision yn cynnwys cost uchel a chyflymder ymateb cymharol araf.
Synwyryddion TMR, ac ati.
Ystyr TMR yw Magnetoresistance Twnnel. Yn syml, mae'n synhwyrydd magnetig manwl uchel sy'n seiliedig ar fagnetoelectroneg. Ei graidd yw'r defnydd o strwythur rhyngosod nanoraddfa o "haen ferromagnetig/haen inswleiddio anfagnetig/haen ferromagnetig" i gyflawni trosiad union signalau magnetig i signalau trydanol drwy sbin electron.
"Moat" Siyntiau: Pam na all y technolegau hyn ysgwyd eu tra-arglwyddiaeth?
O ystyried galluoedd technoleg uchel a phwerus synwyryddion effaith Hall a magnetau fflwcs, pam mai'r siynt, sy'n edrych fel bar neu wrthydd copr, yw'r siyntio mwyaf cyffredin y gellir ymddiried ynddo o hyd yn y farchnad? Mae'r ateb yn gorwedd yn ei bedair mantais graidd:
Cywirdeb Mesur a Llinellolrwydd heb ei ail
Waeth sut mae technolegau ymylol yn esblygu, deddfau ffiseg yw'r rhai mwyaf gonest o hyd. Mae egwyddor weithredol siynt yn hynod o bur-Cyfraith Ohm. Oherwydd ei fod yn ei hanfod yn wrthydd copr manganîs manwl gyda chyfernod tymheredd hynod o isel, mae ei wrthiant-cromlin newid gyfredol bron yn llinell syth berffaith, gan arddangos llinoledd eithriadol a gwallau aflinol bach iawn.
Mewn cyferbyniad, mae elfennau Neuadd yn cael eu heffeithio gan y gylched magnetig, gan arwain at wrthbwyso aflinol bach, tra bod magnetau fluxgate yn arddangos hysteresis ymateb. Fel y mae arbenigwyr yn y diwydiant wedi nodi: os mai cywirdeb y mesuriad cyfredol yw'r prif faen prawf, yna datrysiad gwrthydd siynt wedi'i baru â throsglwyddydd milivolt manwl yw'r dewis gorau bob amser.
Cost Derfynol-Effeithlonrwydd a Dibynadwyedd Uchel
Er bod synwyryddion effaith Hall a fflwcs yn cynnig cyfoeth o ymarferoldeb, mae angen creiddiau a choiliau haearn cymhleth arnynt, yn ogystal â chyflenwadau pŵer eilaidd a chylchedau iawndal cymhleth. Yn enwedig yn y farchnad mesuryddion ynni DC, gall rhai synwyryddion effaith Neuadd dolen trachywiredd uchel gostio pump i ddeg gwaith yn fwy na gwrthyddion siyntio cyffredin.
Mewn cyferbyniad, mae siyntiau yn hynod o syml o ran strwythur, dyfeisiau goddefol yn unig, ac yn gweithredu'n ddibynadwy heb bŵer ychwanegol, gan eu gwneud yn hynod o gadarn a gwydn. Yn y farchnad mesurydd ynni DC sifil sy'n sensitif i gost a gorsafoedd gwefru, mae cost-effeithiolrwydd siyntiau yn fantais sylweddol y mae hyd yn oed synwyryddion cymhleth yn ei chael yn anodd ei goresgyn.
Gallu Pwerus Dros-Ystod a Gallu i'r Tymheredd Iawn i Gyfaddasu{{1}
Mewn{0}}amgylcheddau diwydiannol y byd go iawn, mae ceryntau gwib yn aml yn llawer uwch na'r gwerthoedd graddedig. Mae unedau siynt yn dangos gwytnwch rhyfeddol yn hyn o beth. Er enghraifft, gall uned siyntio manwl uchel ar y farchnad drin ceryntau ymchwydd sydyn ddegau o weithiau'n uwch na'i werth graddedig ar draws ystod tymheredd llawn o -40 gradd i +105 gradd , heb beryglu cywirdeb samplu.
Mewn cyferbyniad, mae synwyryddion sy'n seiliedig ar egwyddorion magnetig yn agored iawn i dirlawnder craidd neu ddadmagneteiddio tymheredd uchel pan fo'r cerrynt yn rhy uchel, gan arwain at ystumiad mesur neu hyd yn oed niwed parhaol i offer.
Gwrthwynebiad hynod o gryf i ymyrraeth electromagnetig
Tra bod synwyryddion magnetomedr effaith Hall a fluxgate yn cyflawni mesuriad di-gyswllt cain, mewn amgylcheddau â meysydd magnetig cryf ac ymyrraeth amledd uchel (megis gwrthdroyddion pŵer bron uchel neu -fariau bysiau cyfredol uchel), gall meysydd magnetig crwydr ymdreiddio i'r signal canfod yn hawdd, gan achosi gwallau mesur anrhagweladwy.
Mewn cyferbyniad, mae trawsnewidwyr siyntio yn ddyfeisiadau samplu cyfres uniongyrchol cylched pur. Nid ydynt ond yn deyrngar i'r gostyngiad foltedd ar draws eu gwrthiant eu hunain, ac nid yw meysydd electromagnetig crwydr allanol bron yn effeithio arnynt. Mae hyn yn eu gwneud yn arbennig o ddibynadwy mewn cypyrddau cydnawsedd electromagnetig cymhleth (EMC).