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EFECTO WIEGAND

Sensores Wiegand

El “efecto Wiegand” es un fenómeno físico descubierto en la década de 1970 por John Wiegand. Wiegand descubrió que cuando un fragmento de aleación ferromagnética especialmente preparado (el alambre Wiegand) se somete a un campo magnético externo inverso, esta conserva su polaridad magnética hasta un cierto punto y luego, de repente, cambia a la polaridad opuesta. Este cambio en la polaridad magnética se produce en unos microsegundos. Este repentino cambio de la polaridad magnética puede generar un pulso de corriente en una bobina de cobre situada cerca del alambre Wiegand. Este evento se suele conocer como el efecto Wiegand.

La intensidad y duración del pulso resultante es independiente de la velocidad de los cambios en el campo magnético externo. Esto es lo que hace que el efecto Wiegand sea interesante para los ingenieros: las dinamos sencillas convierten el movimiento rotativo en energía eléctrica, aunque la potencia resultante depende de la velocidad de giro y, cuando el eje de una dinamo gira muy lentamente, los niveles de potencia son demasiado bajos para ser muy útiles. No obstante, con un sistema formado por un alambre Wiegand, la cantidad de energía eléctrica generada con cada cambio del campo magnético sigue siendo constante, sin importar lo lentos o rápidos que sean los cambios en el campo magnético. En los codificadores rotativos POSITAL, esta inversión es generada por un imán rotativo.

¿Cómo funciona?

magnetisation_wiegand_wire

A. Al comenzar el ciclo, las polaridades magnéticas de la envolvente exterior y el núcleo interior coinciden.

B. Cuando el alambre se expone a un cambio externo moderado en la dirección opuesta, la capa exterior del cable protege el núcleo y ambos conservan su polaridad magnética original. No obstante, cuando la intensidad del campo externo alcanza un umbral crítico, la influencia de este efecto de protección se supera y la polaridad del núcleo del alambre se invierte de forma súbita. Este cambio repentino en la polaridad, crea un pulso de corriente en la bobina que rodea al alambre.

C. La combinación del campo externo de refuerzo y la polaridad inversa del núcleo interior, hacen que la polaridad magnética de la envolvente exterior también se invierta.

D. A medida que disminuye el campo externo, el alambre conserva su nueva polaridad.

E. Cuando un campo externo no invertido alcanza el umbral crítico, el material del núcleo del alambre Wiegand volverá a tener su polaridad original, generando un pulso de corriente en la bobina que lo rodea.

F. Esto es seguido de una rápida inversión de la polaridad del núcleo. El alambre se encuentra ahora en «estado»