傳感器章磁電式

傳感器章磁電式第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月磁電式傳感器產(chǎn)品CS-CD-1型磁電式速度傳感器CD－6型磁電式振動速度傳感器SM-16磁電轉(zhuǎn)速傳感電動式激振器第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1基本原理與結(jié)構(gòu)形式一、基本原理

——電磁感應(yīng)定律（1）線圈靜止，磁場隨時間變動時，線圈內(nèi)的感應(yīng)電勢e與磁通變化率dφ/dt有如下關(guān)系：

（2）線圈在均恒磁場內(nèi)運動時，線圈內(nèi)由切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢為二、結(jié)構(gòu)形式恒磁通式變磁通式第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月磁電式線速度型角速度型N動圈式動鐵式變磁通式（變磁阻式）恒磁通式恒磁通式和變磁通式兩種結(jié)構(gòu)型式。第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）恒磁通式1、工作原理工作氣隙中磁通恒定；永久磁鐵與線圈間相對運動，導(dǎo)致線圈切割磁力線；線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e為第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2、恒磁通式結(jié)構(gòu)分類：動圈式與動鐵式永久磁鐵與線圈間有相對運動；運動部件可以是線圈（動圈式），也可以是磁鐵（動鐵式）。第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路系統(tǒng)組成恒磁通氣隙磁場：固定的柱形永久磁鐵和極掌、筒形磁軛；運動的測量線圈，經(jīng)膜片彈簧懸掛于氣隙磁場中。（a）動圈式第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（b）動鐵式測量時：（1）殼體隨被測振動體一起振動，（2）鐵心慣性很大，來不及隨振動體一起振動，近乎靜止不動，振動能量幾乎全被彈簧吸收，（3）永久磁鐵與線圈之間的相對運動速度v接近于被測振動體振動速度，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢.結(jié)構(gòu)、及測量特點：（1）彈簧較軟，運動部件（鐵心）質(zhì)量相對較大，傳感器固有頻率低。（2）工作頻率足夠高，遠大于傳感器固有頻率。第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2磁電式傳感器（恒磁通）的動態(tài)特性一、慣性式（絕對式）磁電傳感器

當被測振動頻率遠高于傳感器固有頻率ωn

時，

質(zhì)量塊（動鐵或動圈）的絕對位移xm≈0。與殼體相對位移xt≈殼體絕對位移x0這一范圍為傳感器的工作頻段，可看作是一個理想的速度傳感器。例：固有頻率15Hz左右，工作頻率45～1500Hz頻率下限受傳感器ωn限制，第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、動圈與測桿相固連的直接式（相對式）磁電傳感器工作頻率上限取決于傳感器的彈簧剛度k值。傳感器的頻率下限可從零頻開始。適于低頻振動速度測量。此種傳感器如取消頂桿，也可設(shè)計成慣性式的。第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月CS-CD-1型磁電式速度傳感器

專門用于蘇-27、蘇-30飛機發(fā)動機進行振動測量或飛行中的動態(tài)監(jiān)測a)靈敏度：150mV/cm/s±5%b)測速范圍：1～12cm/s；c)工作溫度：-20℃～200℃；d)頻響：30Hz～500Hz；e)幅值線性度偏差：±5%。5.4磁電感應(yīng)式傳感器的應(yīng)用磁電速度傳感器產(chǎn)品1－動鐵式第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月CD－6型磁電式振動速度傳感器安裝在各種旋轉(zhuǎn)機械裝置的軸承蓋上磁電式速度傳感器2－動圈式靈

敏

度：50mv/mms-1

頻率響應(yīng)（可選）：5-100Hzb.10-500Hz可測振幅：≤2000μm(p-p)最大加速度：10g測量方向：垂直或水平外形：φ35×78mm，重量：約350g

第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）變磁通式——非接觸式測量原理：由磁路磁阻變化，引起磁通變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，又稱為變磁阻式結(jié)構(gòu)第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月閉磁路變磁通式——測量旋轉(zhuǎn)物體的角速度永久磁鐵1與線圈4固定；鐵心3的轉(zhuǎn)動使氣隙5變化，引起磁路磁阻變化；從而引起磁通變化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢為鐵心角速度，A為線圈面積，磁路中磁通密度之差B＝Bmax－Bmin，感應(yīng)電勢為：感應(yīng)電勢的幅值和頻率均可反映鐵心轉(zhuǎn)速第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月開磁路變磁通式磁鐵1、鐵心2、線圈3靜止不動；測量齒輪4隨被測體一起轉(zhuǎn)動。每轉(zhuǎn)過一個齒，齒的凹凸引起氣隙變化一次，使磁路磁阻變化一次，磁通也就變化一次；第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢，其變化頻率等于被測轉(zhuǎn)速與測量齒輪上齒數(shù)的乘積。第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月磁電式傳感器的安裝第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月構(gòu)成：與永久磁鐵1和感應(yīng)線圈3固定的內(nèi)齒輪6、被測轉(zhuǎn)軸上的外齒輪5；內(nèi)外齒輪齒數(shù)相同。內(nèi)、外齒輪的相對轉(zhuǎn)動使氣隙磁阻產(chǎn)生周期性變化，從而引起磁路中磁通的變化，使線圈內(nèi)產(chǎn)生周期性變化的感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電勢的頻率與被測轉(zhuǎn)速成正比。閉磁路變磁通式傳感器第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月磁電式傳感器產(chǎn)品（二）

——變磁通式第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月TQG2(B)型

磁電式轉(zhuǎn)速傳感器使用環(huán)境條件工作溫度（℃）

-40～80空氣相對濕度（﹪）

≤90（25℃）

主要性能參數(shù)電源電壓（VDC）（V）：

TQG2型

-無源

；

TQG2B型

-自帶整形放大電路，其供電為15V被測齒盤：電機齒輪

輸出脈沖幅值（VDC）（V）：1～50通道數(shù)：

1

轉(zhuǎn)速測量范圍（r/min）：18～2000每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)：

等于被測齒輪齒數(shù)輸出波形：

TQG2型

-正弦；

TQG2B型-方波絕緣介電強度（V）：

1500[50Hz60s]絕緣電阻（MΩ）：

200（25℃）[用500V兆歐表檢]沖擊試驗條件：

30g第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月能將轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換成電信號供計數(shù)器計數(shù)，非接觸測量各種導(dǎo)磁材料如：如齒輪、葉輪、帶孔（或槽、螺釘）圓盤的轉(zhuǎn)速及線速度。不需電源和潤滑油，與一般二次儀表均可配用。技術(shù)參數(shù)：1、輸出波形：≥50r/min時近似正弦波2、輸出信號幅值：50r/min時≥300mV3、測量范圍：50～5000Hz4、輸出形式：X12K4P四芯插頭1、SM-16磁電轉(zhuǎn)速傳感器第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月磁電式傳感器應(yīng)用傳感器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計一、目標分析二、相關(guān)行業(yè)知識三、選擇測量參數(shù)四、傳感器選擇五、系統(tǒng)構(gòu)成特點第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2、轉(zhuǎn)矩傳感器--磁電式扭矩傳感器第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月JZ型轉(zhuǎn)矩傳感器--磁電式扭矩傳感器工作原理圖扭矩M與兩橫截面的相對扭轉(zhuǎn)角成正比第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月機械結(jié)構(gòu)示意圖1信號發(fā)生器由安裝在彈性軸上的外齒輪、安裝在套筒內(nèi)的內(nèi)齒輪、固定在機座內(nèi)的導(dǎo)磁環(huán)、磁鋼、線圈及導(dǎo)磁支架組成封閉的磁路。第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月套筒的作用當轉(zhuǎn)速較低或者不轉(zhuǎn)時使內(nèi)齒輪反向轉(zhuǎn)動，提高內(nèi)外齒之間的相對轉(zhuǎn)速，以增加輸出信號的幅度，保證轉(zhuǎn)矩測量精度。機械結(jié)構(gòu)

示意圖2第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3、在ABS系統(tǒng)中的應(yīng)用ABS制動防抱死系統(tǒng)，英文全稱是Anti-lockBrakingSystem

如果因為汽車的緊急制動（尤其是高速行駛時）而使車輪完全抱死，那是非常危險的。若前輪抱死，將使汽車失去轉(zhuǎn)向能力；若后輪抱死，將會出現(xiàn)甩尾或調(diào)頭（跑偏、側(cè)滑）尤其在路面濕滑的情況下，對行車安全造成極大的危害。第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月ABS作用原理制動器產(chǎn)生的制動力增大到一定值時，汽車輪胎將在地面上出現(xiàn)滑移。其滑移率δ=(Vt-Va)/Vt×100%為了取得最佳的制動效果，應(yīng)控制其滑移率在15%～20%范圍內(nèi)。ABS的功能即在車輪將要抱死時，降低制動力，而當車輪不會抱死時又增加制動力，如此反復(fù)動作，使制動效果最佳。第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月ABS的兩種控制方式1.雙參數(shù)控制系統(tǒng)組成：由車速傳感器(測速雷達)、輪速傳感器、控制裝置(電腦)和執(zhí)行機構(gòu)組成。工作原理：測量車速Vt和輪速Va信號，計算出實際滑移率(Vt-Va)/vt×100%，與理想滑移率15%～20%作比較，通過電磁閥增減制動器的制動力。

第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2．單參數(shù)控制

以車輪的角減速度為控制對象，調(diào)節(jié)車輪的制動力，實現(xiàn)防抱死制動，主要由輪速傳感器、控制器(電腦)及電磁閥組成。輪速傳感器裝在變速器外殼，由變速器輸出軸驅(qū)動，它所產(chǎn)生的頻率信號與輪速成正比。第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月傳感器與低碳鋼材質(zhì)制成的模數(shù)m=1.5mm的漸開線齒輪相匹配齒圈裝在輪轂上，傳感器與車橋殼聯(lián)在一起，工作間隙為0.5～2mm傳感器可輸出0.05～1.5kHz的正弦交流電壓，齒輪轉(zhuǎn)動時，齒圈上的齒和齒槽交替通過傳感器，從而使磁路的磁阻變化。用于ABS的磁電式傳感器

第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月輸入輸出特性：V=V0+K*Z*(n—n0)／60000V——輸出電壓(V)；V?！敵鲭妷洪撝?V)，V0≥0．125V：Kz——靈敏度(mv／Hz)，K≥0．5mv／Hz；Z——齒輪齒數(shù)；n——齒輪轉(zhuǎn)數(shù)(r／min)；n0

——轉(zhuǎn)數(shù)閾值(r／min)。傳感器閾值≤0．05kHz，遲滯≤0.05%f第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月正確使用傳感器線圈內(nèi)徑對傳感器的分辨率起決定作用與彈簧襯套配合部分的外徑為16，長度為40，與之相配的齒輪模數(shù)m≥1.5mm，齒長取16mm為宜齒圈(脈沖環(huán))由導(dǎo)磁能力良好的材料制成，多為低碳鋼，或?qū)Т拍芰玫姆勰┮苯鹬圃?，齒圈的齒數(shù)宜為90～ll5。第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月檢查傳感器安裝好后，應(yīng)首先用萬用表檢查其線圈阻值，其阻值一般為1000～2000，超出此范圍，表明線圈及傳感器電纜有斷路或短路現(xiàn)象，應(yīng)更換傳感器。用手轉(zhuǎn)動齒圈，用萬用表檢查傳感器的輸出電壓，傳感器應(yīng)能輸出0.1kHz、0.15V的交流電壓。第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月ABS控制過程：以車輪角加、減速度為控制參數(shù)，分別給出車輪角減速度門限值A(chǔ)（-127、-111、-95rad/s2）、角加速度門限值B(2、1、1rad/s2)。開始剎車時為勻速行駛＝0，進行制動減速，<0當<A時，給出控制信號減少制動力，在慣性作用下，當＝0時停止減速，繼續(xù)在慣性作用下>0開始加速，當>B時，再次給出控制信號進行制動，直到<A，重復(fù)上述過程第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)制動系統(tǒng)與ABS制動系統(tǒng)制動的比較：1．在干燥路面上，兩者的制動距離基本相同2．在碎石、潮濕或雪地等路況下緊急制動，ABS制動系統(tǒng)的制動距離可能長于傳統(tǒng)制動系統(tǒng)。啟動ABS系統(tǒng)時，由于持續(xù)不斷地對制動系統(tǒng)施加或泄壓制動力，駕駛者可能會感覺到踏板的脈動。第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月4、汽車安全氣囊磁電式傳感器此傳感器可安裝在汽車任何位置，通過調(diào)整某些參數(shù)，識別峰值為0～588m／s2和時間脈寬為0～20ms的碰擊加速度信號，在加速度峰值和時間脈寬同時滿足要求的條件下，為氣囊輸出一觸發(fā)信號，打開空氣發(fā)生器，使氣囊充氣對人進行保護第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)整彈簧剛度時，可改變加速度信號的寬度第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共48頁，創(chuàng)作