なぜ磁気マッピングを行うの?
リードセンサーの用途では、正確なプルイン(動作)磁界とドロップアウト(復帰)磁界を理解することが重要なんだ。 この情報があれば、適切なガードバンドの範囲内に磁石とセンサーをきちんと配置して、公差の問題を回避できる。 ほとんどのユーザーは、実際の磁界がどんな形をしているのかを知らない。磁界を3次元で見せることで、ユーザーは設計を最適化できる可能性が高くなる。 これによって、十分な動作点と解除点(非動作点)を定義できる。さらに、許容差の問題を避けるために、磁気エンベロープ内の十分余裕のある領域で動作が行われることも保証できる。 動作点と解除点の間で適切なヒステリシスを確保できる。 センサーと磁石のコストを最適化できる。
磁気マッピングって何?
磁気マッピングは、センサーを固定したまま磁石を動かす、またはその逆を行うことで、プルイン点とドロップアウト点を段階的に測定していく手法だ。 動きは3次元すべてで行う必要がある。 その後ソフトウェアを使って各点をつなぎ、磁界を3次元で可視化する。
電磁石って何?
電磁石は、導線のコイルを円筒形に巻いたときに生じる磁界のことだ。 磁界は内側の開口部の全長にわたって均一になる。
強磁性(ferromagnetic)ってどういう意味?
強磁性(Ferromagnetic)とは、永久磁石または電磁石が作る磁界の影響下にあるとき、材料が永久的または一時的に磁化できる性質のことだ。
磁石を硬い面に落としたら、磁石の磁気特性は変わる?
いいえ、何も起こらない。 磁力が影響を受けるという噂はたくさんあったけど、それは事実じゃない。
なぜ磁石の種類を使い分けるの?
磁石を使い分けることで、用途に最も合う特性を選べるから:
- フェライトは低コスト
- AlNiCo磁石は、広い温度範囲で最も安定している
- レアアースは最も強い磁界を提供する
均一な磁界はどうやって作るの?それと、なぜ作るの?
均一な磁界は、比較的長い円筒形コイルを作ることで生成できる。コイルに電流を流すと、コイル内部の全長にわたって均一な磁界が生じる。これはコイルの端の部分では当てはまらない。 均一な磁界を供給する目的で、ヘルムホルツコイルを購入することもできる。 どちらの場合でも、均一な磁界はキャリブレーションに役立つ。
理想的なサイズの磁石ってある?
あるよ。しかも磁石の種類によって明確に変わる。 長さと直径の比率が重要だ。
- AlNiCo 5 は 5:1
- AlNiCo 8 は 3:1
- フェライトは 1:1
- レアアースは 1:1
なぜヘルムホルツコイルを使うの?
ヘルムホルツコイルを使うと、磁界をアンペアターン(AT)またはミリテスラ(mT)のいずれでも、とても簡単にキャリブレーションできる。
ヘルムホルツコイルって何?
ヘルムホルツコイルは、実際には同心の2つのコイルを互いに平行に取り付けたもので、そこに電流を流して励磁すると、2つのコイルの間に均一な磁界を生み出す。
キュリー効果(Curie effect)って何?
キュリー効果とは、磁石がある温度に達すると、その磁気特性が失われる現象のことだ。 温度がキュリー温度を下回ると、材料の磁気効果は戻る。
磁界はどうやって生まれるの?
一般的に、細い銅線を円筒状に巻くと、そこに電流を流したときに円筒の内部に磁界が生成される。
人工磁石はどうやって作るの?
人工磁石は、鉄、ニッケル、そして/またはコバルトに、他の元素をドープ(添加)することで作れる。 レアアース材料でのドーピングは特に成功していて、とても強力な磁石を生み出している。
磁気エネルギーはどこから来るの?
磁力は素粒子レベルで生成され、そのエネルギーは熱から来る。 絶対零度(-273°C)を超えるあらゆる温度で
双極子(dipole)って何?
双極子は磁界の基本構成要素だ。 双極子は単一の原子が持つ磁気効果のこと。 それが何百万回分も積み重なると、磁石から磁界が生成されることになる。
磁石にはどんな種類があるの?
永久磁石には主に3つの種類がある:
- AlNiCo磁石 -最も安定していて、温度特性も最良
- レアアース -最も強力な磁石
- フェライト -最も低コスト
磁石って何?
磁石は強磁性材料で構成されていて、つまり少なくとも次のいずれかを含む必要がある:ニッケル、鉄、またはコバルト。さらに、磁性を維持できなければならない。
磁気って何?どこから来るの?
磁気は素粒子レベルで生じる力だ。 電子のスピン、そして原子核の周りを回る回転運動によって起こる。
焼鈍(annealing)って何?
金属を非常に高温の浴(熱処理)にさらすことを焼鈍(アニーリング)という。 温度をゆっくり上げて最大温度まで到達させ、一定時間その温度で保持した後、温度をゆっくり下げて室温に戻す。 この工程によって金属は最も軟らかい状態になる。 リードスイッチにとってこれはとても重要で、この時点でニッケル/鉄のリードは磁気保持力がほぼゼロに近くなる。 つまり、リードスイッチの接点が磁界にさらされた後に磁界を取り除いても、リードに残留磁気が残らないということだ。
リードスイッチが極端に強い磁界にさらされた場合、何か影響はある?
いいえ。 リードスイッチへの正味の影響はない。磁界がリードスイッチの接点を飽和させると、それ以上の影響はなくなる。
リードスイッチと一緒にパッケージされた磁石を温度センサーにできる?
磁石とリードスイッチは、検知したい温度に合わせた特定のキュリー温度を持つ磁石を使うことで、温度センサーにできる。 そのキュリー温度に達すると磁石は磁気特性を失い、リードスイッチの接点が開く。 温度がキュリー温度を下回ると、リード接点は閉じる。