Prinsipper for Magnetostriktive Givere
En spesiell klasse av transdusere har utviklet seg fra utvikling av spesielle magnetostriktive materialer. Magnetostriksjon er størrelsen endringen som oppstår i et metall når du utsettes for et magnetfelt. Endringen er meget liten - en brøkdel av en prosent av den del samlede lengde - men store nok til å være nyttig. Ingeniører har brukt denne effekten til å lage ulike typer transdusere, inkludert ultralyd bølgegeneratorer og posisjonssensorer.
magnetiske domener
Magnetiske materialer består av mikroskopiske områder, som hver har en liten magnetisk felt. I en unmagnetized stykke jern, for eksempel, blir domenene organisert tilfeldig, og deres magnetiske felt kansellere ut. I et magnetisert stykke jern, domenene orientere seg og frembringe en generell magnetfelt. Når dette skjer, domenene presse mot hverandre, slik at jernstykket litt større.
Magnetostriksjon og Strøm
Hvis du vind en spiral rundt en jernstang og energi spolen med en elektrisk strøm, vil magnetfeltet den produserer forlenge linjen litt. En raskt skiftende strøm vil gjøre jernstang vibrere som svar. Hvis du noen gang hørt en summing kommer fra en transformator, er det fra denne vibrasjon.
Villari Effect
Den motsatte effekt forekommer også. Hvis du komprimerer en jernstang i en skrustikke, vil det påvirke sine magnetiske egenskaper. Forskere kaller dette Villari effekt. Et magnetostriktivt materiale inne i en spiral kommer til å endre sin spoleelektromagnetiske egenskaper, avhengig av trykket og kraften som utøves på materialet. Dette er en type av magnetostriktiv transduser som kalles en kraftføler.
Andre sensorer måler hastigheten av et lydpulsen i en magnetostriktiv tråd. En permanentmagnet i nærheten av ledningen setter en liten vri i ledningen når en strøm flyter gjennom den. Hvis magneten beveger seg, plasseringen av twist beveger seg sammen med det. Sensoren måler hvor lang tid det tar for lydpulsen å reise fra vri på enden av ledningen. Sensoren er nøyaktig og fungerer uten friksjon eller slitasje.
Giant Magnetostriksjon
Ordinære magnetiske metaller som jern og kobolt har en veldig liten magnetostriktiv effekt, endre deres lengder av noen få deler per million eller ti tusendels prosent. Noen materialer oppdaget i 1970 og 80-tallet har magnetostriktive effekter på flere hundre ganger større enn enkle metaller. Disse materialer, som for eksempel Terfenol-D, innehar det forskere kaller et gigant-magnetostriktivt effekt. De har hjulpet flytte magnetostriktive sensorer ut av laboratoriet og inn i daglig bruk.