Relativní snímač polohy

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem optimálních parametrů relativního snímače polohy, pracujícího na elektrodynamickém principu. Snímač je založen na indukci napětí do cívky umístěné v proměnném magnetickém poli. Práce je rozdělena na část úvodní, teoretickou a praktickou. V úvodní části jsou uvedeny základní vztahy mezi snímači výchylky, rychlosti a zrychlení. Teoretická část obsahuje fyzikální pojmy a souvislosti nutné k výpočtům a tvorbě modelu permanentního magnetu v programu COMSOL Multiphysics. Dále je uveden patentový průzkum elektrodynamických snímačů. Praktická část popisuje samotnou tvorbu modelu permanentního magnetu a následný výpočet indukovaného napětí do cívky v programu Matlab. Následuje popis provedených měření v laboratoři a srovnání jejich výsledků se simulací, při kterém byly zjištěny některé neshody, způsobené pravděpodobně chybně provedeným výpočtem indukovaného napětí. Na závěr jsou uvedena obecná doporučení pro návrh snímače vyplývající ze simulací a měření.This thesis deals with design of optimal parameters of a relative displacement sensor, working on the electrodynamics principle. The sensor is based on the voltage induction to the coil placed in changing magnetic field. Thesis is divided into three parts: introductory, theoretical and practical. The introductory part provides basic relationships between displacement, velocity and acceleration sensors. The theoretical part contains physical concepts and describes relationships necessary for calculations and creating a model of permanent magnet in COMSOL Multiphysics. In thesis further presents patent research of electrodynamic sensors. The practical part describes the creation of the permanent magnet model and the subsequent calculation of the induced voltage in the coil in Matlab. A description of laboratory measurements follows, presenting the final comparison of the simulation and measurement results. There were found some differences, which might have been caused by incorrect calculation of the induced voltage. The final part of the thesis presents general recommendations for the design of sensor, resulting from simulations and measurements.