《传感原理与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第6章 磁电式传感器

第6章磁电式传感器教学要求：1.了解 磁电式传感器变换原理2．了解 磁电式传感器的应用dy些=-Ne=应用物理07级dtZUSTspruan@126.come = -NBLv无需供电电源输出信号强，频响宽尺寸和重量大

第6章 磁电式传感器 教学要求： 1. 了解 磁电式传感器变换原理 2. 了解 磁电式传感器的应用 e = -NBLv dt d N dt d e   = − = − 无需供电电源,输出信号强,频响宽. 尺寸和重量大. 应用物理07级 ZUST spruan@126.com

只要磁场量发生变化，就有感应电动势产生，其实现的方法很多。主要有：线圈与磁场发生相对运动1）2）石磁路中磁阻变化：（3）恒定磁场中线圈面积变化按工作原理不同，磁电感应式传感器可分为恒定磁通式和变磁通式，即动圈式传感器和磁阻式传感器。2009年9月ZUST阮spruan@126.com

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 2 只要磁场量发生变化，就有感应 电动势产生，其实现的方法很多。 主要有： （ 1 ）线圈与磁场发生相对运动； （ 2 ）磁路中磁阻变化； （ 3 ）恒定磁场中线圈面积变化。 按工作原理不同，磁电感应式传感 器可分为恒定磁通式和变磁通式，即 动圈式传感器和磁阻式传感器

86.1磁电式传感器的原理和结构6.1.1恒定磁通式N1HEM1-2(a)(b)图6-1恒磁通磁电式传感器结构原理图2009年9月ZUST阮spruan@126.com

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 3 §6.1 磁电式传感器的原理和结构 6.1.1 恒定磁通式

特动圈式：e = -NBoLov动圈式磁电传感器工作原理线速度型式中 每匝线圈的平均长度Lo—Bo一 线圈所在磁场的磁感应强度N一线圈匝数2009年9月ZUST阮spruan@126.com

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 4 e = -NB0L0 v 动圈式: 式中 L0 — 每匝线圈的平均长度 B0 — 线圈所在磁场的磁感应强度 N — 线圈匝数

6.1.2变磁通式SSN(a)(b)变磁通磁电式传感器图6-21一被测旋转体；2一测量齿轮：3一线圈；4一软铁：5永久磁铁(a)开磁路变磁通式(b)闭磁路变磁通式测转速f= n/60f= Zn/60(rpm)(rpm)Z-齿数2009年9月ZUST阮spruan@126.com

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 5 6.1.2 变磁通式 测 转 速 f= Zn/60 ( rpm) Z – 齿数 (a) 开磁路变磁通式 (b)闭磁路变磁通式 f= n/60 ( rpm)

开磁路变磁通式结构简单：输出信号弱，不适合高速测量，抗干扰差闭磁路变磁通式30 Hz ～ 100 KHz2009年9月ZUST阮spruan@126.com6

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 6 开磁路变磁通式: 结构简单; 输出信号弱, 不适合高 速测量,抗干扰差 闭磁路变磁通式: 30 Hz ~ 100 KHz

闭磁路变磁通式传感器的转速-脉冲变换电路0+12V10K2.2K5.1K2.2K10KBGOUBGBGK门BG5.1K5.1K240p传感器线圈[1000221oK1005.1KaoV图6-3变磁通转速-脉冲转换电路AA『AVV2009年9月ZUST阮spruan@126.com

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 7 闭磁路变磁通式传感器的转速-脉冲变换电路

86.2磁电式传感器的设计要点传感器的组成磁路系统：永久磁铁·线圈;·运动机构灵敏度：PK === NB.LoV2009年9月ZUST阮spruan@126.com

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 8 §6.2 磁电式传感器的设计要点 传感器的组成: •磁路系统: 永久磁铁; •线圈; •运动机构. 灵敏度: NB0 L0 v e K = =

1.线圈电阻R,与负载电阻R匹配内阻:传R,= Nr=NpL/S感器如负载电阻为RR,SN=plo2009年9月ZUST阮spruan@126.com

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 9 1.线圈电阻Ri 与负载电阻RL匹配: 内阻 : Ri= Nr=NρL0 /S 如负载电阻为RL 0 l R S N L  =

2.线圈发热线圈的导线足够粗S。≥ I?RSS为每瓦功率所需的散热面积S,=9~10cm2/W3.线圈的磁场效应线圈中的电流尽可能小或使用补偿线圈以消除线圈电流对磁场的影响2009年9月10ZUST阮spruan@126.com

2009年9月 ZUST 阮 spruan@126.com 10 2.线圈发热 RSt S I 2 0  线圈的导线足够粗: St为每瓦功率所需的散热面积: St = 9 ~ 10 cm2 /W 3.线圈的磁场效应 线圈中的电流尽可能小,或使用补偿 线圈以消除线圈电流对磁场的影响