第七章 磁敏式传感器
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磁电感应式传感器
利用电磁感应原理将被测量转换成电信号。是一种有缘传感器。
工作原理
电磁感应定律
恒磁通式传感器(适用于线位移)
气隙中磁通是恒定不变的,分为动圈式和动铁式。
两者工作原理完全相同,
当壳体随被测振动物体一起振动时,运动部件惯性很大,当振动频率足够高,来不及随振动物体一起振动,近乎静止不动,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物体振动速度,切割磁力线,从而产生感应电动势。
变磁通式词典传感器
线圈中产生产生感应电动势,其变化频率等于被测转速与测量齿轮上齿数的乘积。
这种传感器输出信号较小,不宜测量高转速
词典感应式传感器基本特征
磁感应系数B越大,灵敏度越大
选择线圈长度要考虑两种情况:
- 线圈电阻与指示器电阻匹配问题
- 线圈的发热问题
测量误差
传感器的工作温度发生变化或收到外界磁场干扰,收到机械振动或冲击时,灵敏度会发生变化,从而产生测量误差。
动态特性
- 被测物体振动频率低于传感器固有频率时,传感器灵敏度随振动频率的升高而明显增加。
- 当振动频率远大于传感器固有频率时,传感器的灵敏度接近为一个常数。
- 在振动频率过大时,线圈阻抗增加,传感器灵敏度会随着振动频率的增加而下降。
###磁电感应式传感器应用
磁电感应式振动速度传感器
动圈式恒磁通结构
磁电感应式扭矩传感器
变磁通结构
霍尔式传感器
当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时,在其两端产生电位差,即霍尔效应
霍尔灵敏度 表征了一个霍尔元件在单位控制电流和单位磁感应强度时产生的霍尔电压的大小。
灵敏度与霍尔系数成正比,与厚度成反比,故常做成薄片状。一般电子迁移率远大于空穴,常采用N型半导体材料制作
霍尔元件
线性特性与开关特性
霍尔电动势与I、B成线性关系,或在一定范围内随B的增加迅速增加。
霍尔元件的零位误差及补偿
不等位电动势的补偿,将霍尔元件等效为一个四臂电桥。