Студенты Новгородского университета разработали датчик физических величин для измерения электрического тока, который полностью состоит из отечественных комплектующих. Устройство позволит снизить зависимость российской промышленности от импорта, увеличит конкурентоспособность отечественных производителей и поспособствует развитию нацэкономики.
Датчик представляет из себя устройство, которое измеряет величину тока в различных системах и устройствах, основываясь на взаимодействии электрических и магнитных полей. Оно преобразует текущее значение тока в удобный для измерения электрический сигнал и передает полученные данные оператору или в систему автоматического управления. Таким образом, датчик может быть использован там, где нужны наблюдение, измерение или контроль за подачей электричества.
— В настоящее время многие российские предприятия в области энергетики, автомобилестроения, машиностроения используют импортные датчики, — прокомментировал Василий Мисилин, разработчик датчика, аспирант Новгородского университета по направлению «Физика конденсированного состояния», исследователь лаборатории «Автоматизированные комплексы измерений и контроля» Передовой инженерной школы НовГУ. — А это приводит их к зависимости от зарубежных технологий и комплектующих. И как следствие — к более высоким экономических затратам. Наш проект направлен как раз на решение этих проблем. Разработанный датчик является полностью отечественной разработкой. Он не только будет стоить дешевле, но и может быть адаптирован под конкретные нужды заказчика (наши технологии, комплектующие).
Новый принцип работы
В основе датчика лежит конструкция с измерительной катушкой — она создает электрическое поле, необходимое для работы устройства. Когда ток проходит через эту катушку, внутри нее возникает магнитное поле. Это поле взаимодействует с материалом датчика, вызывая так называемый магнитоэлектрический эффект. Он в свою очередь создает электрический сигнал, который пропорционален силе измеряемого тока. Далее этот сигнал усиливается встроенным усилителем, чтобы его можно было точнее измерить. И передается на микроконтроллер — небольшую электронную систему, что обрабатывает данные и уже передает оператору. При этом отправить данные в компьютер, на телефон или другие устройства управления датчик может и по беспроводной сети, минуя метры проводов.
Преимущества разработки
Как отметил разработчик, в России нет аналогов датчику физвеличин. Самый близкий по теххарактеристикам датчик Холла поставляется из Китая (что дороже) либо изготавливается на российских предприятиях с использованием зарубежных комплектующих (что сложнее из-за ограниченных поставок).
Кроме того, новый датчик обладает более высокой чувствительностью. И причина кроется в новом принципе его работы — магнитоэлектрическом эффекте.
— Магнитоэлектрический эффект — это процесс, при котором в материале при изменении электрического поля происходят изменения в магнитном поле. Обычно он наблюдается при воздействии сильных магнитных полей, часто требующих специальных магнитных установок. Но благодаря использованию композитных или составных материалов в устройстве, этот эффект можно наблюдать и в гораздо более слабых магнитных полях, — отметил Василий.
На данный момент датчик изготовлен и успешно протестирован. Сейчас разработчик подключает к нему модуль wi-fi. Когда устройство будет завершено, планируется его вывод на рынок, дальнейшее усовершенствование и разработка новых датчиков (например, датчиков положения).
Разработка текущей версии устройства стала возможной за счет средств гранта «Студенческий стартап», которые были получены от Фонда содействия инновациям в 2023 году.