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Efecto Wiegand: material ferromagnético para campos magnéticos rápidos, Apuntes de Medición Electrónica e Instrumentación

El efecto wiegand es un fenómeno magnético no lineal en un alambre llamado alambre wiegand. Este alambre, hecho de una aleación ferromagnética de bajo carbono, pasa por un proceso de recocido, torsión y desenroscado, y su cubierta exterior es trabajada en frío. La capa exterior retiene un campo magnético externo incluso cuando se elimina la fuente original, lo que provoca un cambio rápido en la polaridad de la magnetización conocido como efecto wiegand. Este efecto se utiliza en tacómetros para generar un voltaje desde la bobina y en la medición del flujo en materiales ferromagnéticos.

Tipo: Apuntes

2018/2019

Subido el 06/01/2022

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roland-steven-quinatoa-valladares 🇪🇨

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Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE
Nombre: Roland Quinatoa
NRC:4738
¿Que es el efecto Wiegand?
El efecto Wiegand es un efecto magnético no lineal, este efecto
es producido en un alambre especialmente recocido y
endurecido llamado alambre Wiegand.
El alambre wiegand esta echo de un material que pertenece a la
familia de aleaciones ferromagneticas (vicalloy) de bajo carbono,
esta aleacion es posee cobalto , hierro y vanadio. Esta aleacion
inicialmente es recocida con el objetivo de ablandarlo, en el
sentido magnetico, esto quiere decir que es atraído por los
imanes y, por lo tanto, las líneas del campo magnético se
desviarán preferentemente hacia el metal, pero el metal retiene
solo un campo residual muy pequeño cuando se elimina el
campo externo.
El alambre pasa por muchos procesos como de torsion y
desenroscado y la cubierta exterior es trabajada en frio. Para
tener como resultado que la coercitividad magnética de la capa
exterior es mucho mayor que la del núcleo interior. Esta capa
exterior de alta coercitividad retendrá un campo magnético
externo incluso cuando se elimine la fuente original del campo.
La histéresis del cable se vuelve muy grande. A medida que el
imán se acerca al conductor, la capa externa altamente
coercitiva alejará el campo magnético del núcleo blando interno
hasta que alcance el umbral del campo magnético. Luego, todo
el cable cambia rápidamente la polaridad de la magnetización: la
capa interna del núcleo en ambos lados. Este cambio ocurre en
microsegundos y se conoce como efecto Wiegand.
El valor del efecto Wiegand es que la velocidad de conmutación
es lo suficientemente rápida como para que el núcleo del cable Wiegand se pueda utilizar para generar
un voltaje significativo desde la bobina. Dado que el voltaje inducido por el campo magnético cambia en
proporción a la tasa de cambio del campo magnético, el núcleo Wiegand puede aumentar el voltaje de
salida del sensor de campo magnético en varios órdenes de magnitud en comparación con la bobina
analógica equipada con un núcleo Wiegand .Este alto voltaje se puede detectar fácilmente
electrónicamente y, cuando se combina con el umbral de alta reproducibilidad de la conmutación del
campo magnético.
Cuando el alambre Wiegand cambia la magnetización, mantiene su magnetización hasta que cambia en
la dirección opuesta.
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Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE

Nombre: Roland Quinatoa NRC: 4738 ¿Que es el efecto Wiegand? El efecto Wiegand es un efecto magnético no lineal, este efecto es producido en un alambre especialmente recocido y endurecido llamado alambre Wiegand. El alambre wiegand esta echo de un material que pertenece a la familia de aleaciones ferromagneticas (vicalloy) de bajo carbono, esta aleacion es posee cobalto , hierro y vanadio. Esta aleacion inicialmente es recocida con el objetivo de ablandarlo, en el sentido magnetico, esto quiere decir que es atraído por los imanes y, por lo tanto, las líneas del campo magnético se desviarán preferentemente hacia el metal, pero el metal retiene solo un campo residual muy pequeño cuando se elimina el campo externo. El alambre pasa por muchos procesos como de torsion y desenroscado y la cubierta exterior es trabajada en frio. Para tener como resultado que la coercitividad magnética de la capa exterior es mucho mayor que la del núcleo interior. Esta capa exterior de alta coercitividad retendrá un campo magnético externo incluso cuando se elimine la fuente original del campo. La histéresis del cable se vuelve muy grande. A medida que el imán se acerca al conductor, la capa externa altamente coercitiva alejará el campo magnético del núcleo blando interno hasta que alcance el umbral del campo magnético. Luego, todo el cable cambia rápidamente la polaridad de la magnetización: la capa interna del núcleo en ambos lados. Este cambio ocurre en microsegundos y se conoce como efecto Wiegand. El valor del efecto Wiegand es que la velocidad de conmutación es lo suficientemente rápida como para que el núcleo del cable Wiegand se pueda utilizar para generar un voltaje significativo desde la bobina. Dado que el voltaje inducido por el campo magnético cambia en proporción a la tasa de cambio del campo magnético, el núcleo Wiegand puede aumentar el voltaje de salida del sensor de campo magnético en varios órdenes de magnitud en comparación con la bobina analógica equipada con un núcleo Wiegand .Este alto voltaje se puede detectar fácilmente electrónicamente y, cuando se combina con el umbral de alta reproducibilidad de la conmutación del campo magnético. Cuando el alambre Wiegand cambia la magnetización, mantiene su magnetización hasta que cambia en la dirección opuesta.

¿Como el tacómetro aprovecha el efecto Wiegand, en la medición de velocidad angular? El tacómetro es un sensor que mide la velocidad de rotación, este instrumento puede aprovechar el efecto Wiegand colocando cables Wiegand en el diámetro exterior de una rueda un eje rotante y así medir las velocidades de rotación, además de implementar un cabezal de lectura montado externamente que detecta los pulsos Wiegand. También colocando un sensor de efecto Wiegand podemos medir la rotación en materiales ferromagnéticos ,la detección del movimiento rotativo puede usarse para el recuento y posicionamiento de la rotación, como en la medición del flujo. Bibliografía:

  • POSITAL ."Sensores Wiegand". URL: https://www.posital.com/es/productos/wiegand- sensors/Wiegand_Sensors.php
  • Stringfixer. “Efecto Wiegand”. URL: https://stringfixer.com/es/Wiegand_effect