第-七-章-磁電式傳感器

第七章磁電式傳感器§7.1概述§7.2磁電式振動傳感器§7.3設計基礎§7.4應用上頁下頁返回§7.1概述利用電磁感應原理，將輸入運動速度轉換成感應電動勢輸出的傳感器。有源傳感器具有較大的輸出功率具有雙向轉換特性只應用于動態(tài)測量工作原理根據(jù)電磁感應定律，當W匝線圈在均恒磁場中運動時，設穿過線圈的磁通為φ，則線圈的感應電勢e為：線圈在恒定磁場中作直線運動，并切割磁力線：B：磁場磁感應強度；l:每匝線圈的長度θ：運動方向與磁場方向之間的夾角；v:線圈與磁場之間的相對運動速度基本結構類型變磁通式：磁鐵、線圈均不動，感應電勢由變化的磁通產(chǎn)生恒定磁通式：工作氣隙中磁通不變，線圈中的感應電勢由線圈相對永久磁鐵運動并切割磁力線產(chǎn)生變磁通式1一永久磁鐵2一軟磁鐵，3一感應線圈4一測量齒輪被測物§7.2磁電式振動傳感器一、工作原理與動態(tài)特性SN殼體線圈永久磁鐵彈簧構成永久磁鐵線圈彈簧阻尼器電磁阻尼：金屬骨架在磁場中運動產(chǎn)生空氣阻尼：殼體二階系統(tǒng)表示mckx0xmx0---振動體的絕對位移；xm---質(zhì)量塊的絕對位移若振動體作簡諧振動，將D=jw代入：w/w0xt/x00131.0-90-180φ討論當w>>w0（w>3w0)時，xt/x=1xt=x0,m看作靜止不動φ=180線圈中的感應電勢：e=WBlv靈敏度：s=WBl振動速度輸出電壓vAvBvC工作范圍實際特性理想特性速度太小（〈vA),慣性力不足以克服摩擦力速度太大（〉Vc),慣性太大，超出彈簧彈性范圍二、結構特點動圈式：永久磁鐵與傳感器殼體固定，線圈組件用柔軟的彈簧支撐。又稱直接式動鐵式：線圈組件與傳感器殼體固定，永久磁鐵用柔軟的彈簧支撐。又稱慣性式m↓c↑改善頻響特性動圈式NS永久磁鐵線圈彈簧§7.3.1設計基礎一、磁路計算HBBrHc矯頑力Hc：剩余磁感應強度Br：去磁曲線B=f(H)：最大磁能積(BH)m：永久磁鐵的工作點HB0ABDO’確定原則：使永久磁鐵盡可能工作在最大磁能積上，此時磁鐵體積最小。永久磁鐵的尺寸由工作點D（B、H）值計算磁鐵尺寸：由磁通連續(xù)性定理和磁路基爾霍夫第一定律：SNδ若B已知：工作氣隙設計保證線圈窗口面積，容納足夠的線圈匝數(shù)保證均勻而較強的氣隙磁場氣隙寬度δ與氣隙深度lg之比〈1/4Bδlg二、線圈組件設計LD1D2D3th§7.3.2參數(shù)設計一、固有頻率的確定所以：K↓↓、m↑→w0↓↓K↓↓→靜撓度↑w/w0>3彈簧剛度計算阻尼系數(shù)計算電磁阻尼（金屬骨架為阻尼器）：金屬骨架產(chǎn)生渦流效應并受到磁場力的作用，力的方向與運動方向相反。電磁阻尼器§7.4應用振動監(jiān)測：輸出阻抗小對絕緣、放大器的要求不高噪聲干擾可忽略體積、重量大，有磨損頻率響應不高動圈式振動傳感器彈簧片阻尼杯磁鋼芯軸殼體線圈引線機