《磁电式检测元》ppt课件

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1、第八节磁电式检测元件磁电式检测元件被测量电信号电磁原理霍尔电压感应电动势磁电感应式霍尔元件电流磁场压力位移电流扭矩转速振动一电磁感应现象穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势感应电动势的大小正比于磁通变化率电磁感应定律国际单位制韦伯伏特楞次定律是能量守恒定律的一种表现维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热.机械能焦耳热楞次定律闭合的导线回路中所出现的感应电流,其感应电流的方向总是试图减小磁通的变化量（右手定则）.++++++++++++++++++++++++++

2、++++++++++++++用楞次定律判断感应电流方向自由落下线圈中有电流，电能从何而来？磁铁在运动前后没有变化，电能只能从磁铁运动的动能转化而来。势能动能保持磁铁向下运动的动能通过磁场的变化转变成为电能磁铁在线圈上方，线圈电流产生的磁感应强度方向向上，在下方时，线圈电流产生的磁感应强度方向向下推论：磁铁落地速度变慢不同类型的磁电式传感器磁通量Ф的变化实现办法:磁铁与线圈之间做相对运动；磁路中磁阻的变化；恒定磁场中线圈面积的变化.直接应用：测定速度在信号调节电路中接积分电路，或微分电路，磁电式传感器就可以用来测量

3、位移或加速度。恒磁阻式检测元件线速度型角速度型感应电势与线圈对磁场的相对运动的线速度或线圈相对磁场的角速度成正比(a)线速度型(b)角速度型1--线圈；2--运动部件；3--永久磁铁恒磁阻式检测元件结构原理图1.动圈式磁电传感器原理图5.1.1动圈式磁电传感器原理图传感器原理如果在线圈运动部分的磁场强度B是均匀的，则当线圈与磁场的相对速度为υ时，线圈的感应电动势：α为运动方向与磁场方向间夹角，当α＝90°，线圈的感应电动势为：当N、B和la恒定不变时，E与υ=dx/dt成正比，根据感应电动势E的大小就可以知道被测

4、速度的大小。已知求解设时,与同向,则令则可见,在匀强磁场中匀速转动的线圈内的感应电电流是时间的正弦函数.这种电流称交流电.思考题如何根据测量得到的线速度或角速度得到位移和加速度？5.1.3磁阻式磁电传感器线圈和磁铁部分都是静止的，与被测物连接而运动的部分是用导磁材料制成的，在运动中，它们改变磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈的磁通量，在线圈中产生感应电动势。用来测量转速，线圈中产生感应电动势的频率作为输出，而感应电动势的频率取决于磁通变化的频率。结构：开磁路、闭磁路变磁阻式－－开磁路式1--永久磁铁；2--衔铁；3--

5、感应线圈；4--齿轮开磁路式转速检测元件原理图变磁阻式－－闭磁路式1--转轴；2--内齿轮；3a、3b--外齿轮；4--线圈；5--永久磁铁闭磁路式转速检测元件原理图变磁阻式检测元件特点变磁阻式检测元件的线圈与磁铁之间没有相对运动；由运动着的被测物体(一般是导磁材料)来改变磁路的磁阻，引起磁通量变化,从而在线圈中产生感应电动势。感应电势是一交变信号，变化的频率与转速有关（转速测量）作业如下图所示,是一个水平放置的导体框架,宽度l=0.50m,接有电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T,方向如图所示.今有一导

6、体棒ab横放在框架上,并能无摩擦的沿框滑动,其他部分电阻均不计,当ab以v=4tm/s的速度向右匀加速滑动时,试求:1)导体棒ab在t=0~5s时间段产生的平均感应电动势的大小2)导体棒ab在t=5s时产生的感应电动势的大小作业2、恒磁阻式检测元件和变磁阻式检测元件的测量原理有何不同？磁电感应式检测元件的等效电路检测元件的灵敏度（以线速度型恒磁阻式检测元件为例）检测元件的电流灵敏度Si和电压灵敏度Sv为：磁电式检测元件的误差及补偿当磁电感应式检测元件工作温度发生变化，或受到外磁场干扰，或受到机械振动或冲击时，其灵

7、敏度都将发生变化而产生测量误差，其相对误差为磁电式检测元件的误差来源温度是最主要的影响因素永久磁铁的时间非稳定性电磁感应引入的非线性1、温度变化引入的误差磁感应强度的温度系数为负；线圈长度的温度系数是正的；负载电阻的温度系数为正；温度每变化1℃，对于铜线有:dl/l≈0.167×10-4；dR/R≈0.43×10-2；dB/B≈-0.02×10-2(取决于材料性质)。Ri＜＜RL温度补偿－热磁分流器具有负温度系数的热磁合金材料加在磁路系统的两个极靴上;在正常温度下，热磁分流器将空气隙磁通分路一部分当温度升高时，热

8、磁分流器的磁导率显著下降，经它分流掉的磁通占总磁通的比例较正常温度下显著降低，从而保持空气隙中的工作磁通不随温度变化。磁性材料磁感应强度B与温度T的关系曲线1—镍铝合金；2—钴钢；3—钨钢；4—热磁合金2、永久磁铁时间不稳定性当测量电路满足Ri＜＜RL时，电磁感应式检测元件的电压灵敏度可近似为则灵敏度的相对误差为一般线圈长度具有较好的时间稳定性，而经磁化的永久磁铁的磁性一