《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第七章磁电式传感器

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7.1 磁电式传感器的原理与类型 7.1.1 恒定磁通式 7.1.2 变磁通式（磁阻式）磁电传感器 7.2 磁电式传感器的设计要点 7.3 磁电式传感器的应用

第七章磁电式传感器基于电磁感应原理的传感器称为磁电传感器。通过磁电作用（导体和磁场相对运动）将被测量（如振动、转速、扭矩）转换成感应电动势。属于机-电能量变换型传感器优点：不需要供电电源，输出功率较大，电路简单，性能稳定，输出阻抗小。缺点：只适合动态测量，工作频带一般为10-100Hz。返回一页

第七章磁电式传感器通过磁电作用（导体和磁场相对运动）将被测量（如振动、转速、扭矩）转换成感应电动势。属于机-电能量变换型传感器优点: 不需要供电电源，输出功率较大，电路简单，性能稳定，输出阻抗小。缺点：只适合动态测量，工作频带一般为10~100Hz。返回下一页基于电磁感应原理的传感器称为磁电传感器

7.1磁电式传感器的原理与类型原理：法拉第电磁感应定律： E=k do 式中，k为比例系数，E为感应电势，⑩为磁通。当E的单位为伏特)，φ的单位为韦伯(Wb),t的单位为秒(S时，k=1,这时感应电势为： E=一 d dt 返回上一页下一页

7.1 磁电式传感器的原理与类型法拉第电磁感应定律： dt d E k  = − 式中，k为比例系数，E为感应电势，φ为磁通。当E的单位为伏特(V)，φ的单位为韦伯(Wb)，t 的单位为秒(s)时，k＝1，这时感应电势为：返回上一页下一页 dt d E  = − 原理：

如果线圈是N匝，磁感应强度是B,每匝线圈的平均长度L，线圈相对磁场运动的速度为Ddx/dt,则整个线圈中所产生的电动势为： dx E=-N dt =-NBl v=-NBla dt

如果线圈是N匝，磁感应强度是B，每匝线圈的平均长度la，线圈相对磁场运动的速度为υ=dx/dt，则整个线圈中所产生的电动势为： dt dx NBl NBl dt d E = −N = − a  = − a 

不同类型的磁电式传感器磁通量Φ的变化实现办法：磁铁与线圈之间做相对运动；磁路中磁阻的变化；恒定磁场中线圈面积的变化，因此，可以制成不同类型的磁电式传感器应用：测定速度在信号调节电路中接积分电路，或微分电路，磁电式传感器就可以用来测量位移或加速度。还可以测量振动。返同上一页下一页

不同类型的磁电式传感器磁通量Ф的变化实现办法: ⚫ 磁铁与线圈之间做相对运动； ⚫ 磁路中磁阻的变化； ⚫ 恒定磁场中线圈面积的变化. 因此，可以制成不同类型的磁电式传感器应用：测定速度在信号调节电路中接积分电路，或微分电路，磁电式传感器就可以用来测量位移或加速度。还可以测量振动。返回上一页下一页

类型： 7.1.1恒定磁通式 1.动圈式磁电传感器 2.动铁式磁电传感器 2 (a) (6) 返回上一页下一页

7.1.1 恒定磁通式 1. 动圈式磁电传感器 2. 动铁式磁电传感器返回上一页下一页类型：

弹簧 ,线圈磁轭在精度较高的传感器中，线圈中感应电流产生的磁场对恒定磁场的作用（线圈磁场效应）是不能忽略的，而采用补偿线圈补偿线圈与工作线圈相永久磁铁串联而加以补偿。返回上一页下一页

返回上一页下一页在精度较高的传感器中，线圈中感应电流产生的磁场对恒定磁场的作用（线圈磁场效应）是不能忽略的，而采用补偿线圈与工作线圈相串联而加以补偿

磁电式振动传感器壳体动圈式磁电传感器工作原理线速度型水久碰铁动圈式磁电传感器工作原理角速度型

传感器原理如果在线圈运动部分的磁感应强度B是均匀的，则当线圈与磁场的相对速度为心时，线圈的感应电动势： E=NBl usin a α为运动方向与磁场方向间夹角，当α=90°，线圈的感应电动势为： E=NBI U 当N、B和L,恒定不变时，E与u=dk/dt成正比，根据感应电动势正的大小就可以知道被测速度的大小。返同上一页下一页

传感器原理如果在线圈运动部分的磁感应强度B是均匀的，则当线圈与磁场的相对速度为υ时，线圈的感应电动势： E = NBla  sin  α为运动方向与磁场方向间夹角，当α＝90° ，线圈的感应电动势为： E = NBl a  当N、B和 la 恒定不变时，E与υ= dx/dt成正比，根据感应电动势E的大小就可以知道被测速度的大小。返回上一页下一页

磁电式传感器构成： 1、磁路系统由它产生恒定直流磁场。为了减小传感器的体积，一般都采用永久磁铁； 2、线圈由它运动切割磁力线产生感应电动势。作为一个完整的磁电式传感器，除了磁路系统和线圈外，还有一些其它元件，如壳体、支承、阻尼器、接线装置等。返回上一页下一页

磁电式振动传感器的结构原理 3 6 图5.1.2磁电式振动传感器的结构原理图 1-弹簧片2-永久磁铁3-阻尼器4-引线 5-芯杆6-外壳7-线圈8-弹簧片返回上一页下一页

磁电式振动传感器的结构原理图5.1.2 磁电式振动传感器的结构原理图 1-弹簧片 2-永久磁铁 3-阻尼器 4-引线 5-芯杆 6-外壳 7-线圈 8-弹簧片返回上一页下一页

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