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磁電式傳感器的工作原理與應用
發布時間:2013-09-04   點擊次數:9883次

磁傳感器是基于電磁傳感器原理,通過磁電相互作用將被測量(如振動、位移、轉速等)轉換成感應電動勢的傳感器,它也被稱為感應式傳感器、電動式傳感器。根據電磁感應定律,N匝線圈中的感應電動勢。感應電動勢的大小由磁通的變化率決定。磁通量協的變化可以通過很多辦法來實現:如磁鐵與線圈之間作相對運動;磁路中磁阻變化;恒定磁場中線圈面積變化等。因此可以制造出不同類型的磁傳感器。磁傳感器是一種機一電能量變換型傳感器,不需要供電電源,電路簡單,性能穩定,輸出信號強,輸出阻抗小,具有一定的頻率響應范圍,適合于振動、轉速、扭矩等測量。但這種傳感器的尺寸和重量都較大。

  磁電傳感器由*磁鐵(磁鋼)、線圈、彈簧、金屬骨架和殼體等組成。系統產生恒定直流磁場,磁路中工作氣隙是固定不變的,因而氣隙中的磁通也是恒定不變的。它們的運動部件可以是線圈,又可分為圈式或動鐵式兩種結構類型。恒磁通磁傳感器結構原理圖磁鐵與傳感器殼體固定,線圈和金屬骨架(合稱線圈組件)用柔軟彈簧支承。線圈組件與殼體固定,*磁鐵用柔軟彈簧支承。

  兩者的阻尼都是由金屬骨架和磁場發生相對運動而產生的電磁阻尼。動圈式和動鐵式的工作原理是完全相同的,當殼體隨被測振動體一起振動時,由于彈簧較軟,運動部件質量相對較大,因此振動頻率足夠高(遠高于傳感器的固有頻率)時,運動部件的慣性很大,來不及跟隨振動體一起振動,近于靜止不動,振動能量幾乎全被彈簧吸收,*磁鐵與線圈之間的相對運動速度接近于振動體振動速度。線圈與磁鐵間相對運動使線圈切割磁力線,產生與運動速度成正比的感應電動勢,線圈處于工作氣隙磁場中的匝數,稱為工作匝數;工作氣隙中磁感應強度;每匝線圈的平均長度。

   這類傳感器的基型是速度傳感器,能直接測量線速度。因為速度與位移和加速度之間有內在的,即它們之間存在著積分或微分關系。因此,如果在感應電動勢的測量電路中接入一積分電路,則它的輸出就與位移成正比;如果在測量電路中接人一微分電路,則它的輸出就與運動的加速度成正比。這樣,這類磁傳感器就可以用來測量運動的位移或加速度。

 

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