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  • 磁电式传感器的工作原理与应用

    中国教育装备采购网2014-02-17 09:10围观226次我要分享我要投稿

      磁传感器是基于电磁传感器原理,通过磁电相互作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成感应电动势的传感器,它也被称为感应式传感器、电动式传感器。根据电磁感应定律,N匝线圈中的感应电动势。感应电动势的大小由磁通的变化率决定。磁通量协的变化可以通过很多办法来实现:如磁铁与线圈之间作相对运动;磁路中磁阻变化;恒定磁场中线圈面积变化等。因此可以制造出不同类型的磁传感器。磁传感器是一种机一电能量变换型传感器,不需要供电电源,电路简单,性能稳定,输出信号强,输出阻抗小,具有一定的频率响应范围,适合于振动、转速、扭矩等测量。但这种传感器的尺寸和重量都较大。

      磁电传感器由永久磁铁(磁钢)、线圈、弹簧、金属骨架和壳体等组成。系统产生恒定直流磁场,磁路中工作气隙是固定不变的,因而气隙中的磁通也是恒定不变的。它们的运动部件可以是线圈,又可分为圈式或动铁式两种结构类型。恒磁通磁传感器结构原理图磁铁与传感器壳体固定,线圈和金属骨架(合称线圈组件)用柔软弹簧支承。线圈组件与壳体固定,永久磁铁用柔软弹簧支承。

      两者的阻尼都是由金属骨架和磁场发生相对运动而产生的电磁阻尼。动圈式和动铁式的工作原理是完全相同的,当壳体随被测振动体一起振动时,由于弹簧较软,运动部件质量相对较大,因此振动频率足够高(远高于传感器的固有频率)时,运动部件的惯性很大,来不及跟随振动体一起振动,近于静止不动,振动能量几乎全被弹簧吸收,永久磁铁与线圈之间的相对运动速度接近于振动体振动速度。线圈与磁铁间相对运动使线圈切割磁力线,产生与运动速度成正比的感应电动势,线圈处于工作气隙磁场中的匝数,称为工作匝数;工作气隙中磁感应强度;每匝线圈的平均长度。

      这类传感器的基型是速度传感器,能直接测量线速度。因为速度与位移和加速度之间有内在的联系,即它们之间存在着积分或微分关系。因此,如果在感应电动势的测量电路中接入一积分电路,则它的输出就与位移成正比;如果在测量电路中接人一微分电路,则它的输出就与运动的加速度成正比。这样,这类磁传感器就可以用来测量运动的位移或加速度。

     

    来源:北京拓普瑞晟测控技术有限公司作者:北京拓普瑞晟测控技术有限公司我要投稿
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