第6章 磁电磁敏式传感器ppt课件.ppt

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1、第6章磁电磁敏式传感器主要内容：6.1磁电感应式传感器6.2霍尔式传感器传感与检测技术第6章磁电式传感器传感与检测技术第6章磁电式传感器电感式传感器是把被测量转换成电感量(自感、互感）的变化；一类是利用电磁感应定律将被测量转换为磁场变化，引起电动势输出变化。磁电感应式传感器另一类是利用某些材料的磁电效应做成对磁场敏感的传感器。霍尔传感器磁电感应式速度传感器霍尔开关传感与检测技术第6章磁电式传感器磁电式传感器是利用电磁感应原理，通过检测磁场的变化将运动的速度、位移、振动等物理量（机械能）转换成线圈中的感应电动势（电量）输出,是典型的有源传感器。6.1磁电感应式传感器导

2、体和磁场发生相对运动时，在导体两端有感应电动势输出，磁电感应式传感器工作时不需要外加电源，可直接将被测物体的机械能转换为电量输出。机械能磁电式传感器电量传感与检测技术第6章磁电式传感器根据电磁感应定律，线圈在磁场中运动切割磁力线，线圈内产生感应电动势的大小与穿过线圈磁通变化率有关。6.1.1磁电感应式传感器原理与结构根据原理有两种磁电感应式传感器：恒磁通式:恒定磁场，运动部件是线圈也可以是磁铁。变磁通式:线圈、磁铁静止不动，转动物体引起磁阻、磁通变化。恒磁通式变磁通式传感与检测技术第6章磁电式传感器动钢型动圈型恒磁通式测振动恒磁通式传感器通常用做机械振动测量。振动传

3、感器结构大体分两种:①动圈型永久磁铁与壳固定②动钢型线圈与壳体固定6.1.1磁电感应式传感器结构式中：B磁感应强度，N线圈匝数，l每匝线圈长度，v运动速度线圈绕组中的感应电势与磁场、线圈的匝数及运动速度有关，感应电动势可以表示为6.1.1磁电感应式传感器结构传感与检测技术第6章磁电式传感器传感与检测技术第6章磁电式传感器变磁通式又称为变磁阻式，线圈、磁铁静止不动。测转速时,转动物体（齿轮的凹凸）引起磁阻或磁通变化。（a）开磁路（b）闭磁路6.1.1磁电感应式传感器结构第6章磁电式传感器6.1.2基本特性传感与检测技术由可确定灵敏度为常数对于结构确定的磁电式传感器，输

4、出正比于振动速度理想输出特性6.1.2基本特性传感与检测技术第6章磁电式传感器实际输出特性是非线性的，偏离的原因：当振动速度很小时（υ<υa），惯性力不足以克服传感器活动部件的静摩擦力，因此线圈与磁铁不存在相对运动，因此无输出；当υ＞υa超过υb时，惯性力克服静摩擦力，有相对运动，但静摩擦力使输出特性非线性；当速度超过υb到达υc时惯性太大超过弹性形变范围，输出饱和；这种传感器的输出在很小和很大情况下是非线性的，但实际的工作范围较大,实用性较强。振动传感器输出特性超过弹性形变范围输出出现饱和6.1.3测量电路传感与检测技术第6章磁电式传感器信号输出经测量电路转换可获

5、得位移和加速度直接输出电动势，测量速度信号；接入积分电路可测量位移信号；接入微分电路可测量加速度信号。磁电传感器根本上是速度传感器，磁铁与线圈之间有相对运动时，能量全被弹簧吸收，磁路线圈切割磁力线产生正比于速度的感应电动势，由此输出可直接获得速度信号。永久磁铁与线圈间的相对位移十分接近振动体的绝对位移，相对运动速度就接近振动体的振动速度。6.1.3测量电路传感与检测技术第6章磁电式传感器位移速度加速度第6章磁电式传感器6.1.3测量电路传感与检测技术速度经时间积分，可测量位移IfCIiRe=uiuo-+理想运放RC称积分时间常数根据设电容上初始电压为零，输出电压是输

6、入电压对时间积分uitu0t6.1.3测量电路传感与检测技术第6章磁电式传感器速度经微分电路可测量加速度IfRfIcCuiuo-+理想运放因为uotuit传感与检测技术第6章磁电式传感器磁电式振动传感器的特点磁电式振动传感器是惯性式传感器，不需要静止的基准参考，可直接装在被测体上，适合测量机械振动、转速。磁电式传感器是发电型传感器，工作时可不加电压，直接将机械能转化为电能输出。速度传感器的输出电压正比于速度信号，便于直接放大。输出功率大，稳定可靠，可简化二次仪表，输出阻抗低几十～几千欧，对后置电路要求低，干扰小。但传感器尺寸大、重，频率响应低，通常在10～100Hz

7、。第6章磁电式传感器6.1.4应用传感与检测技术1.扭矩传感器圆盘齿引起磁通量变化，在线圈中感应出交流电压；当扭矩作用在转轴上时，两个磁电传感器输出的感应电压u1、u2存在相位差，相差与扭矩的扭转角成正比，传感器可以将扭矩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u1u2uωt信号频率=转数×齿数第6章磁电式传感器6.1.4应用传感与检测技术2.转速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=f/N磁电转速传感