En la primera entrega de artículo hablamos sobre el funcionamiento básico de un compás y los primeros dispositivos que se utilizaron. Hoy expondremos el funcionamiento del magnetómetro magnetoinductivo y el compás de efecto Hall.
Existen diferentes tipos de magnetómetros, dependiendo de las clases de núcleos y de devanados. Los núcleos con geometría de anillo son ampliamente utilizados. Existe un devanado de excitación, así como devanados de medida enrollados sobre el anillo que se disponen de forma ortogonal. Las tensiones de continua en las salidas Vx y Vy de los devanados de medida, varían como funciones del seno y del coseno del ángulo teta del sensor con el campo magnético terrestre. El valor instantáneo del ángulo se obtiene digitalizando los valores de las tensiones y realizando la operación del arco tangente:
Los magnetómetros magnetoinductivos sólo necesitan un solenoide por cada eje, por lo que su consumo es mucho menor. El devanado de medida sirve como elemento inductivo en un oscilador de relajación L/R de baja potencia, cuya inductancia efectiva viene influenciada por la componente, paralela al eje del devanado, del campo magnético medio. La inductancia efectiva L viene dada por la siguiente expresión
siendo uo la permeabilidad magnética del aire, n el número de vueltas del devanado por unidad de longitud, V el volumen del material del núcleo, B el flujo magnético total y H la fuerza de magnetización.
Otra tecnología diferente es la de los compases de efecto Hall. Estos emplean sensores de efecto Hall, los cuales, en presencia de un campo magnético externo, suministran una tensión de continua a través de una región de semiconductor. Es decir, si colocamos un sensor Hall cerca de un campo magnético colocado en dirección vertical al sensor, obtendremos una diferencia de tensión saliente proporcional a la fuerza del campo.
Cabe mencionar también los compases magnetorresistivos o magnetoelásticos, que se basan en la propiedad de un material que cambia su resistividad o elasticidad en presencia de un campo magnético externo.
Vía | Robótica, Manipuladores y robots móviles. Aníbal Ollero Baturone. Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad de Sevilla.