гистерезис что это такое в сигнализации
Что такое гистерезис терморегулятора
Электрические приборы, которые преобразуют электрическую энергию в тепловую не могут работать без терморегулятора. Этот элемент позволяет автоматически регулировать период работы прибора с некоторым замедлением. Статья даст подробное описание, что такое гистерезис терморегулятора, даст определение этому эффекту, опишет принцип его действия.
Определение
Прежде чем разобраться как работает терморегулятор, необходимо знать, что это такое гистерезис. Гистерезисом является физическое свойства вещества, материала или системы реагировать на раздражитель, возбудитель, давление с некоторым отставанием по времени. Реакция может сопровождаться частичным или полным восстановлением исходного состояния. При этом способность сопротивления на внешнее воздействие, дальнейшее восстановление зависят от свойств материала. Гистерезис любого терморегулятора — что это такое? Гистерезис терморегулятора — это разница температур между включением и отключением прибора.
Терморегулятор
Термостат или терморегулятор, это устройства контроля температуры. Элемент оснащается специальной биметаллической пластиной, которая имеет свойство к расширению при нагревании. Расширение значительно снижает механическую упругость пластины, за счет чего она отщелкивается, размыкает контакт питания нагревательного прибора.
Гистерезис терморегулятора
Теперь можно соединить явление с его использованием в конкретном электрическом элементе. Гистерезис терморегулятора определяет разницу температуры включения и выключения нагревательного прибора. Работает регулятор следующим образом:
Таким образом прибор будет автоматически включаться или выключаться, реагируя на температуру контактной пластины, контролируя климат в помещении.
Гистерезис для различных приборов может составлять от 0.015 градусов до 5–10. Зависит от его назначения и требуемых параметров рабочей температуры. Данный параметр очень важен:
Гистерезис в нагревательном приборе позволяет не только поддерживает температуру, но и отвечает за общую безопасность. Периодическое выключение и наличие температурного предела нагрева может предотвратить возгорание, если нагревательное устройство повреждено или упало.
Принцип работы
Самым простым и распространенным примером терморегулятора является устройство контроля температуры утюга. Он состоит из биметаллической подвижной контактной пластины и неподвижного контакта. Регулятор подключен в цепь питания через одну жилу. Работает элемент следующим образом:
Иными словами, регулируется не температурный режим, а время реакции на повышение температуры за счет механического воздействия на контактную пластину.
Разновидности
Современные нагревательные приборы могут оснащаться регулируемым или фиксированным регулятором температуры. От данной характеристики зависит цикличность переключения элемента.
Приобретая нагревательный прибор важно знать о цикличности его работы. Это поможет настраивать и поддерживать необходимый режим.
Заключение
Гистерезис в терморегуляторе имеет полезное значение. Замедленная реакция на внешнее воздействие помогает в нужное время отреагировать на разницу температуры.
Видео по теме
Polo 6R + Pandora + Hands free
Настало время после покупки машины поставить, наконец, на нее сигнализацию. Так как ставить возле дома, либо где-то на стоянку и не иметь никакой информации, как там моя хорошая машинка, довольно тревожно.
Почитал про разные сигнализации, называть конкретную марку смысла нет, выбор был Starline или Pandora, почитал посмотрел, что больше нравится, какие есть современные функции и выбрал пандору, понравилось что есть в ней приложение для настройки сигнализации и всех датчиков, так же в комплекте шла маленькая метка которую можно носить с собой, об этом далее.
Понравилось что можно настроить все датчики сигнализации, постачал по машине, показалось что плохо реагирует, настроил чувствительность, и стало все идеально. Надеюсь конечно в машину ко мне никто не полезет, да и ничего ценного у меня нет)) Но главное если кто нибудь чихнет рядом, то буду знать об этом=D
А то после того как разбили стекло в машине (во дворе), после месяца покупки машины, было очень неприятно.
Hands free или операция чистые руки
Теперь о забавах и удобстве. На самом деле знал что есть такая функция — владелец с меткой в кармане подходит к машине и машина снимает охрану и открывает двери, отходит от машины и закрывает двери и ставит охрану, но изначально пользоваться ей не планировал, так как видел отзывы что работает криво, так что сразу забил. Но тут коллега по работе напомнил что есть такая функция у метки, и решил приехав домой попробовать, включил в настройках и пошел к машине с меткой. Первое впечатление приятное, когда подошел к машине на расстояние 2 метра, машина моргнула и сняла охрану. Вау эффект!) Покрутившись возле машины, решил так же заблокировать, отошел на 2 метра и ничего, отошел подальше, еще подальше, отошел уже совсем далеко, машина наконец пикнула и закрылась. Что ж совсем не безопасно, замерил расстояние на которое сумел уйти, получилось 40 шагов. Нашел опцию по настройкам, там всего 2 параметра RSSI (dB) и гистерезис (%), непонятно, погуглил, ничего путнего по настройкам не нашел. Стандартные параметры 90 и 15 соответственно. Далее обратил внимания что зайдя в приложения и нажав на метку можно увидеть насколько она далеко и какой сигнал (dB), вот оно! подумал я… вышел на улицу, подойдя к машине смотрю число (dB) изменилось, походив то ближе то дальше от машины смотрел данные по метке. Получилось что комфортное значение на котором хотелось чтобы сигнализация распознавала метку и снимала охрану было в пределах 75-82 (dB) это примерно 1-2 метра от машины. Иными словами RSSI параметр чем число больше, тем дальше сигнализация может обнаружить метку, соответственно чем меньше параметр на меньшем расстоянии метка будет обнаружена, то что нужно! Но стоит отметить что стоя рядом с машиной вплотную датчик показывал сигнал чуть больше 70dB + помехи сигнала, радиопомехи, либо если метка не в руках, а в кармане, или в бумажнике, сигнализации будет сложнее «дотянуться» до метки, поэтому в идеальных условиях когда метка в руках + (2-4dB на помехи сигнала). Комфортное пока что значение RSSI получилось 78 dB для моей машины, можно попробовать и поменьше. Следующий параметр гистерезис, почитав интернет, для себя пришел к аналогии что это частота опроса метки, предположим в секундах. Это конечно скорей всего не так, но для простоты представим что так. Допустим первый параметр — снятие с охраны, мы нашли комфортное значение 78dB сигнализация обнаруживает метку, снимает охрану в 1-2 метрах от машины, удобно. Далее мы отходим от машины, и сигнализация должна потерять метку, и допустим гистерезис 15%, представим что это в секундах, метка опрошена, и следующий опрос будет через 15 секунд, за 15 секунд можно уйти довольно далеко, прежде чем сигнализация обнаружит что метка потеряна. Что ж не комфортно, попробовал поставить значение поменьше с 15% уменьшил до 6%. Метка опрашивается чаще, соответственно отхожу от машины, сигнализация раньше понимает что метка потерялась, раньше ставит машину на охрану (хотя это все по моим представлением).
Проверил эти параметры 78dB и 6% несколько раз получилось что охрана снималась 1-2 метра до машины, ставилась 3-5 метров, результат стабильный. Наверное можно получше еще настроить, но пока нравится. Весь день у меня вау эффект! Идешь к машине и она знает, что хозяин пришел, радостно подмигивает и открывает двери! Спасибо разработчикам, что все работает))) Хотя переживаю не глюкануло ли что нибудь, пока я дома или на работе. Буду смотреть как будет себя вести это режим Hands free. Пока очень нравится.
Спасибо что прочли. Может запись кому-то поможет))
P.S. так же метка сегодня глюканула когда был рядом с машиной из-за того что находилась глубоко в сумке в кошельке (помехи), сигнализация снялась, поставилась, снялась, и в итоге заорала, когда открыл дверь)))
Автозапуск по CAN шине
Возможен. То есть второй ключ не нужно оставлять в салоне, что плюс к безопасности))
И небольшая история: Звоню я значит в фирму установщика сигнализации, говорю какая у меня машина, какую сигнализацию присмотрел, на что мне менеджер говорит: «да хорошо, так же если хотите автозапуск, то нужно обязательно прикупить какой то модуль», не помню название. Говорю: «читал в интернете что у сигнализации указано что можно сделать безключевой автозапуск, и если не получится то тогда модуль + второй ключ». На что менеджер говорит: «нет, на вашей машине точно не получится сделать по can шине, нужно купить модуль и 2й ключ, поверьте мне я знаю о чем говорю… «. В итоге отдал машину, через несколько часов звонят: сигнализацию поставили, автозапуск по can шине сделали, приезжайте забирайте))
Что такое гистерезис в сигнализации Пандора и на что он влияет?
Что такое гистерезис в сигнализации Пандора? Это показатель, который выражается в процентах и позволяет настроить радиус обнаружения радиометки. С помощью его регулировки можно изменить чувствительность охранной системы и установить оптимальное расстояние для режима свободные руки.
Что это такое
Многие автовладельцы не знают значение термина гистерезис метки Пандора, что это, и для чего используется. Простыми словами, это показатель предназначен для настройки обнаружения брелка охранной системы. При правильном выборе параметров можно использовать смартфон в качестве метки, что удобно во многих случаях. При установке правильного значения телефон успешно замещает брелок и отправляет команды охранной системе для открытия.
Гистерезис в сигнализации Пандора можно настроить с помощью специальных приложений. Они выпускаются для разных видов ОС:
Если говорить просто, гистерезис Пандора показывает расстояние, при котором машина и метка «видят» друг друга. К примеру, при определенном параметре охранная система распознает устройство на расстоянии 10 метров. При установке рассматриваемого параметра в сигнализации на уровне 50% расстояние определения метки уменьшится до 5 метров. Чем меньше это значение, тем ближе распознается радиометка при движении к машине.
Какой параметр установить
Зная особенности гистерезиса Pandora, и что это, можно принимать решение о настройке этой опции в сигнализации. Заводская установка — запрещено. Включение этого уровня оптимизирует работу в режиме «свободные руки». В случае потери метки сигнализация меняет мощность приемника, что исключает снятие с охраны в зоне работы.
Для установки гистерезиса в Пандора войдите в приложение Pandora Online или Pandora Pro, перейдите в раздел Настройки, а далее Hands Free.
Здесь можно установить RSSI в децибелах и гистерезис в процентах. Настройки выполняются отдельно для брелка или мобильного устройства.
Практика показывает, что оптимальный показатель — 15% для гистерезиса и 90 децибел для RSSI. В этом случае сигнализация Пандора будет реагировать на расстоянии четырех метров от метки. Отметим, что устанавливать параметр 0 запрещено, ведь в таком случае совпадают два взаимоисключающие события.
Дополнительно можно изменить следующие значения (с помощью программирования):
Зная, что такое гистерезис в сигнализации Пандора, можно с легкостью настроить этот параметр и пользоваться режимом «свободные руки». В комментариях поделитесь, какие параметры выставляете вы.
Что такое гистерезис в электротехнике и электронике?
Некоторые физические и другие системы с запаздыванием отвечают на различные воздействия, приложенные к ним. При этом отклик на воздействие во многом зависит от текущего состояния системы и определяется предысторией настоящего состояния. Для описания таких явлений применяется термин – гистерезис, что в переводе с греческого означает отставание.
Что такое гистерезис?
Говоря простым и понятным языком – гистерезис это ответная, запоздалая реакция некой системы на определённый раздражитель (воздействие). При устранении причины, вызвавшей ответную реакцию системы, либо в результате противоположного действия, она полностью или частично возвращается к первоначальному состоянию. Причём для такого явления характерно то, что поведение системы между крайними состояниями не одинаково. То есть: характеристики перехода от первоначального состояния и обратно – сильно отличаются.
Явление гистерезиса наблюдается:
Гистерезис может иметь как полезное, так и пагубное влияние на происходящие процессы. Это отчётливо просматривается в электротехнике и электронике, о чём речь пойдёт ниже.
Динамический гистерезис
Рассмотрим явление запаздывания ответной реакции во времени на примере механической деформации. Предположим у нас есть металлический стержень, обладающий упругой деформацией. Приложим к одному концу стержня силу, направленную в сторону другого конца, который покоится на опоре. Например, поставим стержень под пресс.
По мере возрастания давления, тело будет сжиматься. В зависимости от механических характеристик металла, реакция стержня на приложенную силу (напряжение) будет проявляться по-разному: вначале сила упругости постепенно будет возрастать, потом она резко устремится к пороговому значению. Достигнув порогового значения, сила упругого напряжения уже не сможет противодействовать возрастающему нагружению.
Если увеличивать силу давления, то в стержне произойдут необратимые изменения – он, либо изменит свою форму, либо разрушится. Но мы не будем доводить наш эксперимент до такого состояния. Начнём уменьшать силу давления. Реакция напряжения при этом будет меняться зеркально: вначале резко понизится, потом постепенно будет стремиться к нулю, по мере разгрузки.
Отставание процесса развития деформации во времени, под действием приложенного механического напряжения вследствие упругого гистерезиса описывается динамической петлей (см. рис. 2). Явление обусловлено особенностями перемещений дислокаций микрочастиц вещества.
Различают упругий гистерезис двух видов:
Причиной динамического гистерезиса являются также силы термоупругости и магнитоупругости.
Петля гистерезиса
Кривая, характеризующая ход зависимости ответной реакции системы от приложенного воздействия называется петлёй гистерезиса (показана на рис. 1).
Рис. 1. Петля гистерезиса
Все петли, характеризующие циклический гистерезис, состоят из одной или нескольких замкнутых линий различной формы. Если после завершения цикла система не возвращается в первоначальное состояние, (например, при вязкоупругой деформации), то динамическая петля имеет вид кривой, показанной на рисунке 2.
Рис. 2. Динамическая петля
Анализ гистерезисных петель позволяет очень точно определить поведение системы в результате внешнего воздействия на неё.
Гистерезис в электротехнике
Важными характеристиками сердечников электромагнитов и других электрических машин являются параметры намагничивания ферромагнитных материалов, из которых они изготавливаются. Исследовать эти материалы помогают петли ферромагнетиков. В данном случае прослеживается нелинейная зависимость внутренней магнитной индукции от величины внешних магнитных полей.
На процесс намагничивания (перемагничивания) влияет предыдущее состояние ферромагнетика. Кроме того, кривая намагничивания зависит от типа ферромагнитного образца, из которого состоит сердечник.
Если по катушке с сердечником циркулирует переменный ток, то намагничивания образца приводит к отставанию намагничивания. В результате намагничивания сердечника происходит сдвиг фаз в цепи с индуктивной нагрузкой. Ширина петли гистерезиса при этом зависит от гистерезисных свойств ферромагнетиков, применяемых в сердечнике.
Это объясняется тем, что при изменении полярности тока, ферромагнетик какое-то время сохраняет приобретённую ориентацию полюсов. Для переориентации этих полюсов требуется время и дополнительная энергия, которая израсходуется на нагревание вещества, что приводит к гистерезисным потерям. По величине потерь материалы подразделяются на магнитомягкие и магнитотвёрдые (см. рис. 3).
Рис. 3. Классификация магнитных материалов
Магнитный гистерезис в ферромагнетиках отображает зависимость вектора намагничивания от напряженности электрического поля (см. Рис. 3). Но не только изменение поля по знаку вызывает гистерезис. Вращение поля или (что, то же самое) магнитного образца, также сдвигает временные характеристики намагничивания.
Рис. 4. Петли гистерезиса под действием изменения напряжённости поля
Обратите внимание, что на рисунке изображены двойные петли. Такие петли характерны для магнитного гистерезиса.
В однодоменных ферромагнетиках, которые состоят из очень маленьких частиц, образование доменов не поддерживается (не выгодно с точки зрения энергетических затрат). В таких образцах могут происходить только процессы магнитного вращения.
Рис. 5. Механизм возникновения петли магнитного гистерезиса
В электротехнике гистерезисные свойства используются довольно часто:
Явления диэлектрического гистерезиса
У диэлектриков отсутствуют свободные заряды. Электроны тесно связаны со своими атомами и не могут перемещаться. Другими словами, у диэлектриков спонтанная поляризация. Такие вещества называются сегнетоэлектриками.
Однако под действием электрического поля заряды в диэлектриках поляризуются, то есть изменяют ориентацию в противоположные стороны. С увеличением напряжённости поля абсолютная величина вектора поляризации возрастает по нелинейному принципу. В определённый момент поляризация достигает насыщённости, что вызывает эффект диэлектрического гистерезиса.
На изменение поляризации уходит часть энергии, в виде диэлектрических потерь.
Гистерезис в электронике
При срабатывании различных пороговых элементов, часто применяемых в электронных устройствах, требуется задержка во времени. Например, гистерезис используется в компаратороах или триггерах Шмидта с целью стабилизации работы устройств, которые могут срабатывать в результате помех или случайных всплесков напряжения. Задержка по времени исключает случайные отключения электронных узлов.
На таком принципе работает электронный термостат. При достижении заданного уровня температуры устройство срабатывает. Если бы не было эффекта задерживания, частота срабатываний оказалась бы неоправданно высокой. Изменение температуры на доли градуса приводило бы к отключению термостата.
На практике часто разница в несколько градусов не имеет особого значения. Используя устройства, обладающего тепловым гистерезисом, позволяет оптимизировать процесс поддержания рабочей температуры.
Гистерезис как свойство системы
Для различных физических, химических, экономических и даже социальных явлений свойственен эффект запаздывания реакции. Данное явление возникает в следствии реакции на определенное раздражение, действие или воздействие. Статья даст подробное описание, что такое гистерезис. Опишет самые распространенные его варианты, влияние этого эффекта в электротехнике и электронике.
Определение
Если давать определение простыми словами, то гистерезис как явление — это реакция предмета, поверхности или целой системы на воздействие со стороны некоего раздражителя. Предмет воздействия, как правило, реагирует на раздражитель с запозданием. Также учитывается его актуальное состояние. В результате реакции, предмет может вернуться в свое первоначальное состояние. Обе кривые петли гистерезиса замкнуты и показывают, как ход ответной реакции, так и время замедления.
Петля
Для расчета данного явления, его влияния на определенную систему или предмет используется петля гистерезиса. Она представляет собой график, на который наложена кривая первоначального состояния системы и хода ее ответной реакции на возбуждение.
Эффект гистерезиса может быть различным: иметь как полезные, так и отрицательные свойства. Данное явление учитывается в различных сферах: это может быть физика, экономика и даже социология. В физике гистерезис обязательно учитывается при расчетах различных величин, взаимодействии сил, мощностей и магнитных полей. Самыми распространенными типами гистерезиса являются:
Далее более подробно будет описан каждый тип этого явления.
Упругий
Явление упругого гистерезиса свойственно для различных металлов. Понятным языком это можно объяснить так.
Металлический стержень стоит на опоре одним своим концом. Металл в данный момент находится в спокойном состоянии, при этом обладает собственной деформационной упругостью. На свободный конец стержня приложим определенное давление, например, при помощи пресса. В металле, под воздействием нарастающего давления, начнут проявляться следующие свойства:
Если продолжать увеличивать давление, оно сможет согнуть, сломать или раскрошить стержень. Если прервать процесс воздействия на стержень, это приведет к следующему:
После того как нагрузка будет снята, стержень вернет свои первоначальные характеристики. В зависимости от типа металла, характеристики могут вернуться полностью или частично. Если металл относится к вязкоупругим, его гистерезисная петля будет иметь узкую структуру, по причине неполного возврата металла к первоначальному состоянию
Упругий гистерезис может быть двух видов:
Магнитный
Часто возникающий гистерезис в электротехнике — это магнитный. В этой сфере используются элементы со свойством намагничивания/размагничивания. Различные трансформаторы, катушки индуктивности имеют ферромагнитные сердечники, от материала которых зависит сила магнитного поля элемента. Для изучения влияния различных по свойствам материалов сердечников используются ферромагнитные петли гистерезиса. Также при помощи петли можно изучить нелинейную зависимость внутренних магнитных индукций от внешнего магнитного поля.
При протекании переменного тока через катушку возникает эффект отставания намагничивания. Связано это с тем, что после размыкания цепи (обесточивания), ферромагнитный сердечник не размагничивается полностью, а сохраняет часть намагничивания с ориентацией полюса.
Для изменения полярности сердечника его потребуется перемагнитить заново. Для этого потребуется изменить направленность тока, преодолеть коэрцитивную силу и затратить немного больше энергии. Преодоление коэрцитивной силы и рост энергии приведет к нагреву сердечника. Все эти силы и затраты приводят к эффекту потерь гистерезиса. У подобных ферромагнетиков петля гистерезиса будет более широкой.
Материалы ферромагнетики различают по способности быстрой смены остаточного намагничивания:
Намагничивание сердечников выражается не только в их способности удерживать магнитное поле с определенным полюсом. На такие элементы также влияет направленность вращения полей, которые приводят к сдвигам временных характеристик намагничивания.
Для магнитного гистерезиса также характерно наличие двойной петли. Этот эффект полностью зависит от способности удерживать остаточный магнетизм. Первая наружная петля обозначает максимальный гистерезис, а внутренняя петля является петлей частотного цикла.
Свойства магнитного гистерезиса используются в электротехнике для создания электрических двигателей, коммутационного оборудования, различных магнитных реле.
Сегнетоэлектрический
У диэлектрических материалов нет свободных зарядов. Их электроны привязаны к атомам и неспособны к перемещению. При воздействии на диэлектрик сильного магнитного поля, его заряды поляризуются и изменяют ориентацию на противоположную. Чем выше поле, тем выше вектор поляризации. Он растет нелинейно. У диэлектрика есть порог поляризации, при достижении которого возникает диэлектрический или сегнетоэлектрический гистерезис.
На величину поляризации часто влияет повышение температуры диэлектрика. При достижении определенной температуры (зависит от свойств материала) начинается самопроизвольная и неконтролируемая поляризация, которая не зависит от внешних электрических полей.
Электрический
В электронике используется такое понятие как электрический гистерезис. Для этой сферы данное явление имеет полезное и вредное свойство.
Полезный гистерезис
Гистерезис в электронике используется при создании электронных термостатов. Такие устройства работают по принципу включения или отключения при достижении определенного условия. Например, если разница установлена на 2 градуса, а температурный режим на 20 градусов, то терморегулятор включится при достижении 18 градусов, а отключится когда температура станет 22 градуса. Такой подход помогает значительно снизить расход электрической энергии при постоянной работе обогревателя.
Также этот эффект применяется при работе триггеров. Гистерезис помогает осуществлять точное включение без влияния помех, перепадов напряжения или магнитных полей.
Это явление способно проявляться на биметаллических пластинах. Такие элементы способны терять и восполнять упругость своей структуры при смене температуры. При нагреве материала возникает тепловое расширение, которое изменяет механическое напряжение всей структуры. В результате контакт размыкается. После остывания, структура пластины принимает исходный размер, возвращает первоначальное свое механическое напряжение и замыкает контакт. Такие терморегуляторы часто устанавливаются в нагревательных приборах (печи, утюги, чайники). Момент между нагреванием и остыванием называется температурным зазором. Он устанавливается только в зависимости от способности вещества расширяться и сужаться при определенной температуре.
Погрешность
В электронике гистерезис может и навредить работе некоторых приборов. Такой эффект называется погрешность (ошибка) гистерезиса. Часто такой эффект можно наблюдать у датчика движения. Например, при движении объекта из точки А к точке Б датчик срабатывает в течение 1 секунды. А при движении в обратном направлении с сохранением траектории, датчик включается с замедлением 2 секунды. Причина этого явления кроется в разности выходных сигналов для входных сигналов, которые отличаются величиной при убывании и возрастании. При перемещении из точки А к точке Б величина входящего сигнала имеет разницу 30 МБ от величины того же сигнала при перемещении в обратном направлении. При учете чувствительности датчика 15 МБ/мм, гистерезис составит 3 мм. Разница величины сигнала зависит от изменения температуры воздуха, внешних помех, эффекта трения или дребезга контактов.
Заключение
Гистерезис — это важное физическое явление. Его можно использовать для повышения характеристик различных проводников, ферромагнитных сердечников, конструирования более совершенных электрических элементов. Для электроприводов, трансформаторов и дросселей такой эффект будет вреден. Приходится искать материалы с меньшей зависимостью от сторонних воздействий. В электронике гистерезис только полезен. С его помощью осуществляется автоматический контроль различных процессов.