-
磁電式傳感器
鎖定
磁電式傳感器是利用電磁感應原理,將輸入的運動速度轉換成線圈中的感應電勢輸出。它直接將被測物體的機械能量轉換成電信號輸出,工作不需要外加電源,是一種典型的無源傳感器。由於這種傳感器輸出功率較大,因而大大地簡化了配用的二次儀表電路。
[1]
磁電式傳感器有時也稱作電動式或感應式傳感器, 它只適合進行動態測量。由於它有較大的輸出功率,故配用電路較簡單;零位及性能穩定;
- 中文名
- 磁電式傳感器
- 別 名
- 電動式或感應式傳感器
- 類 別
- 傳感器
- 工作頻帶
- 10~1000Hz
- 特 性
- 雙向轉換
- 原 理
- 電磁感應
磁電式傳感器原理結構
變磁通式結構
(a)旋轉型(變磁)); (b)平移型(變氣隙)
磁電式傳感器工作原理
磁電式傳感器測量電路
磁電式傳感器設計原則
磁電感應式傳感器有兩個基本元件組成:一個是產生恆定直流磁場的磁路系統,為了減小傳 感器體積,一般採用永久磁鐵;另一個是線圈,由它與磁場中的磁通交鏈產生感應電動勢。感應 電動勢與磁通變化率或者線圈與磁場相對運動速度成正比,因此必須使它們之間有一個相對運 動。作為運動部件,可以是線圈,也可以是永久磁鐵。所以,必須合理地選擇它們的結構形式、 材料和結構尺寸.以滿足傳感器的基本性能要求。
對於慣性式傳感器,具體計算時,一般是先根據使用場合、使用對象確定結構形式和體積大 小(即輪廓尺寸),然後根據結構大小初步確定磁路系統,計算磁路以便決定磁感應強度B。這樣,由技術指標給定的靈敏度S值以及確定的B值,由S = e/v= BιN即可求得線圈的匝數N。因為 在確定磁路系統時,氣隙的尺寸已經確定了,線圈的尺寸也已確定,亦即 ι已經確定。根據這些 參數,便可初步確定線圈導線的直徑d。從提高靈敏度的角度來看,B值大,S值也大,因此磁路 結構尺寸應大些。只要結構尺寸允許,磁鐵可儘量大些,並選擇B值大的永磁材料,匝數N也可 取得大些。當然具體計算時導線的增加也是受其他條件制約的,各參數的選擇要統一考慮,儘量從優。
磁電式傳感器分類
一般分為兩種:(1)磁電感應式(2)霍爾式
磁電式傳感器霍爾式
基本特性
(1)額定激勵電流和最大允許激勵電流當霍爾元件自身温升10度時所流過的激勵電流以元件最大温升為限制所對應的激勵電流
(4)寄生直流電勢
(5)霍爾電勢温度係數
(1)零點誤差:
補償方法
製作工藝上保證電極對稱、歐姆接觸
(2)霍爾元件的温度補償
誤差原因:温度變化時,KH,Ri(輸入電阻)變化
補償辦法
1.對温度引起的I進行補償。採用恆流源供電。但只能減小由於輸入電阻隨温度變化所引起的激勵電流的變化的影響。
磁電式傳感器應用
(1)霍爾式位移傳感器工作原理圖:如圖4所示
(2)幾種霍爾式轉速傳感器的結構:如圖5所示:
磁電式傳感器傳遞矩陣
一.傳遞矩陣
一對相似系統
(a)單自由度機械振動系統;(b)RLC串聯電路
可見ZM是將機械系統 中某一點上的運動響 應與引起這個運動的力聯繫起來的一個參數。由此可得,作簡諧運動的線性機械系統的機械阻抗的定義為
機械阻抗ZM(複數)=激振力(複數)/運動響應(複數)
磁電式傳感器磁電應用
測振傳感器
(一).測振傳感器的應用
(二).測振傳感器的工作特性
磁電式力發生器與激振器
前已指出磁電式傳感器具有雙向轉換特性,其逆向功能同樣可以利用。如果給速度傳感器的線圈輸入電量,那麼其輸出量即為機械量。
在慣性儀器——陀螺儀與加速度計中廣泛應用的動圈式或動鐵式直流力矩器就是上述速度傳感器的逆向應用。它在機械結構的動態實驗中是非常重要的設備,用以獲取機械結構的動態參數,如共振頻率、剛度、阻尼、振動部件的振型等。
除上述應用外,磁電式傳感器還常用於扭矩、轉速等測量。