1、第7章，感磁式傳感器，主要內(nèi)容是7.1磁感應(yīng)式傳感器7.2霍爾式傳感器，7.1磁感應(yīng)式傳感器，磁感應(yīng)式傳感器也稱為磁電式傳感器，是利用電磁感應(yīng)的原理將被測(cè)量(例如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。 不需要輔助電源，可將被測(cè)量對(duì)象的機(jī)械量轉(zhuǎn)換為易于測(cè)量的電信號(hào)的有源傳感器。 由于輸出功率大，性能穩(wěn)定，具有一定的工作帶寬(101000 Hz )，因此被普遍使用。 根據(jù)7.1.1工作原理、電磁效應(yīng)定律，導(dǎo)體在穩(wěn)定的一定磁場(chǎng)中，在垂直磁場(chǎng)方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電位是、永久磁通傳感器、工作原理：磁路系統(tǒng)產(chǎn)生一定的直流磁場(chǎng)，磁路中的工作空氣隙是一定的其運(yùn)動(dòng)部件是線圈(可動(dòng)線圈式)也是吸鐵石

2、(可動(dòng)鐵元素式) 當(dāng)殼體與被測(cè)振動(dòng)體一起振動(dòng)時(shí)，彈簧柔軟，運(yùn)動(dòng)零配件的質(zhì)量相對(duì)較大，振動(dòng)頻率高于一盞茶(遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳感器固有頻率)時(shí)，運(yùn)動(dòng)零配件的慣性大，不能與振動(dòng)體一起振動(dòng)，幾乎靜止，振動(dòng)能幾乎被彈簧吸收， 永久吸鐵石與線圈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度與振動(dòng)體的振動(dòng)速度相近的可變磁通式磁電傳感器的結(jié)構(gòu)圖(a )為開磁路(b )、可變磁通式磁電傳感器，圖(a )為開磁路可變磁通式：線圈、吸鐵石靜止，測(cè)定齒輪安裝在被測(cè)定旋轉(zhuǎn)體上，與被測(cè)定體一起旋轉(zhuǎn)。 每旋轉(zhuǎn)一圈齒，齒的凹凸就會(huì)引起磁路的磁敏電阻變化，磁通也變化一次，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電位，其變化頻率等于被測(cè)量轉(zhuǎn)速與測(cè)量齒輪的齒數(shù)的積。 該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸

3、出信號(hào)小，有在高速軸上安裝齒輪的危險(xiǎn)，因此測(cè)量高轉(zhuǎn)速不理想時(shí)。 圖(b )是閉磁路變磁通式傳感器，由安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)齒齒輪和外齒齒輪、永久吸鐵石和加感線圈構(gòu)成，內(nèi)外齒輪的齒數(shù)相同。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸與被測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸相連時(shí)，外齒齒輪不動(dòng)，內(nèi)齒齒輪與被測(cè)量軸一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒齒輪的相對(duì)旋轉(zhuǎn)使空氣隙磁敏電阻產(chǎn)生周期性的變化，引起磁路中的磁通的變化，在線圈內(nèi)產(chǎn)生周期性變化的感生電動(dòng)勢(shì)。 很明顯，感應(yīng)電位的頻率與被測(cè)定轉(zhuǎn)速成正比。7.1.2磁電感應(yīng)式傳感器的基本特性測(cè)定電路與磁電傳感器電路連接，磁電傳感器的輸出電流Io為式中： Rf測(cè)定電路輸入電阻； r線圈等效電阻。 傳感器的電流靈敏度為=、但是傳感器的輸出電壓和

4、電壓靈敏度分別為、b值大、靈敏度也大，因此請(qǐng)選擇b值大的硬磁材料。線圈的平均長(zhǎng)度大也有助于靈敏度的提高，這是有條件的， 線圈電阻和指示器電阻的匹配問題如圖7.3所示，傳感器相當(dāng)于一個(gè)電壓源，所以指示器為了從傳感器得到最大功率，線圈的電阻必須與指示器的電阻相等。 線圈的發(fā)熱問題傳感器線圈發(fā)生感生電動(dòng)勢(shì)，施加負(fù)荷后，線圈中流過電流發(fā)熱。 傳感器的工作溫度發(fā)生變化、受到外部磁場(chǎng)、受到機(jī)械振動(dòng)或沖擊時(shí)，檢驗(yàn)誤差的靈敏度發(fā)生變化，從而產(chǎn)生檢驗(yàn)誤差。 那個(gè)相對(duì)誤差是非線性誤差。 主要原因是當(dāng)磁電式傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，傳感器線圈有電流流動(dòng)，線圈產(chǎn)生一定的交變磁通，該交變磁通重日式榻榻米，其影響可分為：溫度誤差

5、、溫度誤差補(bǔ)償方法：構(gòu)造允許的情況下，在傳感器的吸鐵石下設(shè)置熱磁分支，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。在被測(cè)量物的振動(dòng)頻率比傳感器的固有頻率低的情況下，隨著振動(dòng)頻率變高，傳感器的靈敏度顯著增加的動(dòng)態(tài)特性和振動(dòng)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳感器的固有頻率的情況下，傳感器的靈敏度接近一定，基本上不隨頻率變化，即，在該頻率范圍內(nèi)， 傳感器的輸出電壓與振動(dòng)速度有比例關(guān)系，如果該頻帶是傳感器的理想工作頻帶，即振動(dòng)頻率更高(過大)，則線圈阻抗增加，隨著振動(dòng)頻率的增加，傳感器靈敏度反而降低。7.1.2測(cè)量電路、7.1.3磁電感應(yīng)式傳感器的應(yīng)用、磁電感應(yīng)式振動(dòng)速度傳感器、磁電感應(yīng)式力矩傳感器、電磁產(chǎn)水量校正、7.2霍爾式傳感器將電流通電導(dǎo)體或半導(dǎo)體處于與電流垂直的磁場(chǎng)中的霍爾效應(yīng)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電位。 霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生是運(yùn)動(dòng)電荷受到磁場(chǎng)中的洛倫茲力上的作用的結(jié)果?；魻柶骷⒒魻柶骷幕咎匦?、線性特性和開關(guān)特性的不等電阻負(fù)載特性溫度特性、霍爾器件的零二進(jìn)制位誤差和補(bǔ)償、不等電動(dòng)勢(shì)的補(bǔ)償、寄生現(xiàn)象直流電動(dòng)勢(shì)的補(bǔ)償元件安裝成盡可能使電極歐姆接觸，均勻地散熱。 歐姆聯(lián)