传感器与检测技术 第五章 磁电式传感器.ppt

传感器与检测技术 第五章 磁电式传感器.ppt传感器与检测技术传感器与检测技术第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器磁电式传感器是通过磁电作用将被测量磁电式传感器是通过磁电作用将被测量( ( 如振动、位如振动、位移、转速等移、转速等) ) 转换成电信号的一种传感器。磁电感应转换成电信号的一种传感器。磁电感应式传感器、霍尔式传感器都是磁电式传感器。式传感器、霍尔式传感器都是磁电式传感器。??磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动产生感应电势的。产生感应电势的。??霍尔式传感器为载流半导体在磁场中有电磁效应霍尔式传感器为载流半导体在磁场中有电磁效应( (霍尔效应霍尔效应) )而输出电势的。而输出电势的。它们原理并不完全相同,因此各有各的特点和应用它们原理并不完全相同,因此各有各的特点和应用范围。范围。 磁电感应式传感器 霍尔式传感器本章要点第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器 磁电感应式传感器磁电感应式传感器??磁电式传感器是利用电磁感应原理,将运动速度、磁电式传感器是利用电磁感应原理,将运动速度、位移等物理量转换成线圈中的感应电动势输出。工作位移等物理量转换成线圈中的感应电动势输出。工作时不需要外加电源,可直接将被测物体的机械能转换时不需要外加电源,可直接将被测物体的机械能转换为电量输出。是典型的有源传感器。为电量输出。是典型的有源传感器。特点: 特点: ??输出功率大,稳定可靠,可简化二次仪表,但频率输出功率大,稳定可靠,可简化二次仪表,但频率响应低。通常在响应低。通常在 10 10——100HZ 100HZ 适合作机械振动测量、转适合作机械振动测量、转速测量。速测量。??传感器尺寸大、重。传感器尺寸大、重。磁电式传感器磁电式传感器机械能机械能电量电量第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器 工作原理和结构类型磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础的,根磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础的,根据电磁感应定律,线圈两端的感应电动势正比于据电磁感应定律,线圈两端的感应电动势正比于线圈所包围的磁链对时间的变化率,即线圈所包围的磁链对时间的变化率,即 W-- W-- 线圈匝数: 线圈匝数: ΦΦ-- --线圈所包围的磁通量。线圈所包围的磁通量。 dt dW dt de ??????第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器若线圈相对磁场运动为速度若线圈相对磁场运动为速度 v v或角转度或角转度ωω时,则式时,则式(5-1) (5-1) 可改可改写为写为 e e= =- - WBlv WBlv B B:磁场磁感应强度; :磁场磁感应强度; l l: :每匝线圈的有效长度每匝线圈的有效长度 v: v:线圈与磁场之间的相对运动速度线圈与磁场之间的相对运动速度或或e e= =- - WBs WBs ωω S S: :每匝线圈的截面积每匝线圈的截面积ωω: :线圈与磁场之间的相对运动角速度线圈与磁场之间的相对运动角速度第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器在传感器中,, B B、、l l、、W W、、s s 均为定值,那么感应电势均为定值,那么感应电势 e e与线圈相对磁场的运动与线圈相对磁场的运动速度速度(v (v或或ωω) )成正比。成正比。根据上述原理,人们设计了两种类型的结构:一根据上述原理,人们设计了两种类型的结构:一种是变磁通式;另一种是恒定磁通式。种是变磁通式;另一种是恒定磁通式。第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器??5 5. . 1 1 磁电感应式传感器(电动式) 磁电感应式传感器(电动式) ?? 结构类型结构类型根据以上原理有两种磁电感应式传感器: ?变磁通式:线圈、磁铁静止不动, 转动物体引起磁阻、磁通变化。?恒磁通式:磁路系统恒定磁场运动部件可以是线圈也可以是磁铁。第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器??5 5. . 1 1 磁电感应式传感器(电动式) 磁电感应式传感器(电动式) ?? 结构类型结构类型?变磁通式:线圈、磁铁静止不动, 转动物体引起磁阻、磁通变化。(a)开磁路(b)闭磁路第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器第五章第五章磁电式传感器磁电式传感器??5 5. . 1 1 磁电感应式传感器(电动式) 磁电感应式传感器(电动式) ?? 结构类型结构类型?恒磁通式:磁路系统恒定磁场运动部件可以是线圈也可以是磁铁。恒磁通式