第08章磁電式傳感器

1、北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制測量技術(shù)基礎(chǔ)測量技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 磁電式傳感器磁電式傳感器 磁電感應(yīng)式傳感器磁電感應(yīng)式傳感器 1、工作原理、工作原理 2、基本類型、基本類型 3、工程應(yīng)用、工程應(yīng)用 霍爾式傳感器霍爾式傳感器 1、工作原理、工作原理 2、霍爾元件應(yīng)用、霍爾元件應(yīng)用本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢的磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢的一種轉(zhuǎn)換器。一種轉(zhuǎn)換器。tWedd感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動勢感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動勢e為為磁

2、通變化率與磁場強度、磁阻、線圈運動速度有磁通變化率與磁場強度、磁阻、線圈運動速度有關(guān)，改變其中一個因素，都會改變感應(yīng)電動勢。關(guān)，改變其中一個因素，都會改變感應(yīng)電動勢。 WBSeWBlveW：匝數(shù)：匝數(shù) ：磁通：磁通 e：感應(yīng)電動勢：感應(yīng)電動勢 l：線圈導(dǎo)線長度：線圈導(dǎo)線長度B：磁場氣隙磁感應(yīng)強度：磁場氣隙磁感應(yīng)強度v=dx/dt：線圈：線圈/磁鐵相對運動線速度磁鐵相對運動線速度d/dt：線圈：線圈/磁鐵相對旋轉(zhuǎn)角速度磁鐵相對旋轉(zhuǎn)角速度線圈直線運動并切割磁力線線圈直線運動并切割磁力線線圈旋轉(zhuǎn)運動并切割磁力線線圈旋轉(zhuǎn)運動并切割磁力線8.1.1 磁電感應(yīng)傳感器工作原理磁電感應(yīng)傳感器工作原理北京工業(yè)大

3、學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制動圈式變磁通式動鐵式閉磁路開磁路恒磁通式角速度型線速度型磁電感應(yīng)式傳感器8.1.2 磁電感應(yīng)傳感器基本類型磁電感應(yīng)傳感器基本類型北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制恒磁通式恒磁通式( (動圈式動圈式) )8.1.2 磁電感應(yīng)傳感器基本類型磁電感應(yīng)傳感器基本類型北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制恒磁通式恒磁通式(動圈式動圈式)8.1.2 磁電感應(yīng)傳感器基本類型磁電感應(yīng)傳感器基本類型北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永

4、永剛剛胥永剛制胥永剛制恒磁通式恒磁通式(動鐵式動鐵式)8.1.2 磁電感應(yīng)傳感器基本類型磁電感應(yīng)傳感器基本類型北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制變磁通式（開磁路）變磁通式（開磁路）8.1.2 磁電感應(yīng)傳感器基本類型磁電感應(yīng)傳感器基本類型北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制變磁通式變磁通式(開磁路、閉磁路開磁路、閉磁路)（a）開磁路）開磁路（b）閉磁路）閉磁路1-永久磁鐵永久磁鐵 2-軟磁鐵軟磁鐵 3-感應(yīng)線圈感應(yīng)線圈 4-測量齒輪測量齒輪 5-內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪 6-外齒輪外齒輪 7-轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸8.1.2 磁電感

5、應(yīng)傳感器基本類型磁電感應(yīng)傳感器基本類型北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制1u2uu齒形圓盤齒形圓盤線圈線圈永久磁鐵永久磁鐵鐵芯鐵芯磁電式扭矩傳感器工作原理磁電式扭矩傳感器工作原理磁電式傳感器結(jié)構(gòu)圖磁電式傳感器結(jié)構(gòu)圖8.1.3 磁電感應(yīng)傳感器應(yīng)用磁電感應(yīng)傳感器應(yīng)用北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制動圈式傳感器動圈式傳感器 線速度型 8.1.3 磁電感應(yīng)傳感器應(yīng)用磁電感應(yīng)傳感器應(yīng)用北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制角速度型角速度型測速電機測速電機8.1.3 磁電

6、感應(yīng)傳感器應(yīng)用磁電感應(yīng)傳感器應(yīng)用北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制磁阻式傳感器磁阻式傳感器 磁電式車速傳感器磁電式車速傳感器N8.1.3 磁電感應(yīng)傳感器應(yīng)用磁電感應(yīng)傳感器應(yīng)用北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制cosIBKVHH 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 8.2.1霍爾元件工作原理霍爾元件工作原理霍爾元件霍爾元件

7、北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制霍爾元件由霍爾片、四根引線和殼體組成霍爾元件由霍爾片、四根引線和殼體組成8.2.1霍爾元件工作原理霍爾元件工作原理北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制 用作終端位置開關(guān)，用于無接觸地監(jiān)測機器部件用作終端位置開關(guān)，用于無接觸地監(jiān)測機器部件的位置。的位置。 霍爾傳感器測量物體位置霍爾傳感器測量物體位置 8.2.2霍爾效應(yīng)的應(yīng)用霍爾效應(yīng)的應(yīng)用位置測量位置測量北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制8.2.2霍爾效應(yīng)的應(yīng)用霍爾效應(yīng)的應(yīng)用北京

8、工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制案例：汽車速度測量案例：汽車速度測量8.2.2霍爾效應(yīng)的應(yīng)用霍爾效應(yīng)的應(yīng)用北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制 測量位移，力，加速度等參量測量位移，力，加速度等參量。 鋼絲繩斷絲檢測。鋼絲繩斷絲檢測。HV霍爾效應(yīng)鋼絲繩斷絲檢測裝置霍爾效應(yīng)鋼絲繩斷絲檢測裝置 放大放大A/D濾波濾波短絲信號短絲信號霍爾元件霍爾元件股波信號股波信號鋼絲繩鋼絲繩計算機計算機永久磁鐵永久磁鐵LHV8.2.2霍爾效應(yīng)的應(yīng)用霍爾效應(yīng)的應(yīng)用北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制鐵磁材料裂紋檢測鐵磁材料裂紋檢測 NS8.2.2霍爾效應(yīng)的應(yīng)用霍爾效應(yīng)的應(yīng)用北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制電流傳感器電流傳感器 當(dāng)電流流過導(dǎo)線時，將在導(dǎo)線