磁电式传感器-第5章课件.ppt

《磁电式传感器-第5章课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章磁电式传感器磁电式传感器主要内容：5.1磁电感应式传感器5.2霍尔式传感器一、磁电感应式传感器工作原理二、磁电感应式传感器基本特性三、磁电感应式传感器的测量电路四、磁电感应式传感器的应用5.1磁电感应式传感器磁电式传感器一、磁电感应式传感器工作原理B：稳恒均匀磁场磁感应强度；L：导体有效长度；V：导体相对磁场运动速度。导体在稳恒均匀磁场中运动N匝线圈处于变化的磁场中磁电式传感器磁铁与线圈之间作相对运动恒定磁场中的线圈面积变化磁路中的磁阻变化Φ磁通量变化关键磁电式传感器：利用　　　，测量量变

2、化→感应电压e电感式传感器：利用衔铁运动，Rm变化→L变化→U变化注意与电感式传感器区别磁电式传感器开磁路变磁通式：结构简单，但输出信号较小，且因高速轴上加装齿轮较危险而不宜测量高转速的场合。1、变磁通式磁电式传感器磁电式传感器闭磁路变磁通式：感应电势的频率与被测转速成正比。磁电式传感器2、恒定磁通式磁电式传感器2、恒定磁通式B0：工作气隙磁感应强度；l：每匝线圈平均长度；N：线圈在工作气隙磁场中的匝数；v：相对运动速度。磁电式传感器二、磁电感应式传感器基本特性Rf：测量电路输入电阻；R：线圈等

3、效电阻。传感器的电流灵敏度为磁电式传感器输出电压和电压灵敏度分别为提高灵敏度方法：选用具有磁能积较大的永久磁铁；增加l和N，但它们受到体积和重量、内电阻及工作频率等因素的限制。磁电式传感器三、磁电感应式传感器的测量电路磁电式传感器量程选择321前置放大微分电路积分电路主放大器显示或记录3’2’1’位移速度加速度磁电式传感器理想运放RC称积分时间常数设电容上初始电压为零，输出电压是输入电压对时间积分三、磁电感应式传感器的测量电路磁电式传感器理想运放三、磁电感应式传感器的测量电路磁电式传感器四、磁电

4、感应式传感器的应用动圈式振动速度传感器1、芯轴2、外壳3、弹簧片4、铝支架5、永久磁铁6、线圈7、阻尼环8、引线磁电式传感器圆盘齿引起磁通量变化，在线圈中感应出交流电压；当扭距作用在转轴上时，两个磁电传感器输出的感应电压u1、u2存在相位差，相差与扭距的扭转角成正比，传感器可以将扭距引起的扭转角转换成相位差的电信号。转轴测量电路磁电传感器1磁电传感器2齿型转盘u1u2四、磁电感应式传感器的应用磁电式扭矩传感器磁电式传感器使探头对准测速齿轮的中部，调节探头与齿顶的距离为1mm。测得的传感器输出信号

5、脉冲的频率就可以计算出测速齿轮的转速。设齿轮齿数为N，脉冲频率为f，转速为：n=60f/N磁电转速传感器的工作方式四、磁电感应式传感器的应用磁电式转速传感器磁电式传感器机械振动监视系统是监测飞机在飞行中发动机振动变化趋势的系统。磁电式振动传感器固定在发动机上，直接感受发动机的机械振动，并输出正比于振动速度的电压信号。因传感器接收飞机上各种频率的振动信号，必须经滤波电路将其它频率信号衰减后，才可能准确测量出发动机的振动速度。当振动量超过规定值时，发出报警信号，飞行员可随时采取紧急措施，避免事故发生

6、。传感器滤波放大检波告警电路告警显示器υ机械振动监视系统原理框图uωt四、磁电感应式传感器的应用机械振动监测磁电式传感器一、霍尔效应和霍尔元件的工作原理二、霍尔元件的主要技术参数三、霍尔元件测量电路和输出电路四、霍尔元件的测量误差补偿方法五、霍尔传感器应用5.2霍尔式传感器磁电式传感器一、霍尔效应和霍尔元件的工作原理在半导体薄片中通以电流I,在与薄片垂直方向加磁场B，则在半导体薄片的另外两端，产生一个大小与控制电流I和B乘积成正比的电动势，这种现象称为霍尔效应。该电势称为霍尔电势，该薄片称为霍尔

7、元件。1、霍尔效应磁电式传感器UHbldIFLFEvB2、霍尔元件的工作原理磁电式传感器设霍尔元件为N型半导体，当它通电流I时洛仑兹力：FL=-evB电场作用于电子的电场力为当电场力与洛仑兹力相等时，达到动态平衡，有eEH=evB故霍尔电场的强度为EH=vB磁电式传感器霍尔电压UH可表示为UH=EHb=vBb流过霍尔元件的电流为I=dQ/dt=bdvn（-e）v=-I/nebd所以：UH=-BI/nedn—N型半导体中的电子浓度p—P型半导体中的空穴浓度P型半导体磁电式传感器磁电式传感器3、霍尔

8、系数及灵敏度N型霍尔系数P型霍尔系数ρ—材料电阻率μ—载流子迁移率霍尔系数由半导体材料性质决定，且决定霍尔电势的强弱。N型材料电阻率P型材料电阻率说明什么磁电式传感器讨论：为什么只能用半导体材料作霍尔元件？金属材料电子μ很高但ρ很小；绝缘材料ρ很高但μ很小;故为获得较强霍尔效应，霍尔片全部采用半导体材料制成。电子的迁移率比空穴大，所以以N型半导体居多。磁电式传感器霍尔元件灵敏度KH=RH/dUH＝KHIB单位磁感应强度和单位控制电流作用时，所能输出的霍尔电势的大小。单位是mV/（mA·T）意义：