測試技術基礎課件北京工業(yè)大學機電學院第08章 磁電式傳感器

1、北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制測試技術基礎測試技術基礎測試技術基礎測試技術基礎北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制第八章第八章 磁電式傳感器磁電式傳感器 磁電感應式傳感器磁電感應式傳感器 1、工作原理工作原理 2、基本類型、基本類型 3、工程應用、工程應用 霍爾式傳感器霍爾式傳感器 1、工作原理、工作原理 2、霍爾元件應用、霍爾元件應用本章內容：本章內容：測試技術基礎測試技術基礎北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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量的物理量轉換為感應電動

2、磁電式傳感器是把被測量的物理量轉換為感應電動勢的一種轉換器。勢的一種轉換器。tWedd感應線圈的感應電動勢感應線圈的感應電動勢e為為磁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，改變其中一個因素，都會改變感應電動勢。關，改變其中一個因素，都會改變感應電動勢。 WBSeWBlveW：匝數：匝數 ：磁通：磁通 e：感應電動勢：感應電動勢 l：線圈導線長度：線圈導線長度B：磁場氣隙磁感應強度：磁場氣隙磁感應強度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/磁鐵相對旋轉角速度磁鐵相對旋轉角速度線圈直線運動并切割磁力線線圈

3、直線運動并切割磁力線線圈旋轉運動并切割磁力線線圈旋轉運動并切割磁力線8.1.1 磁電感應傳感器工作原理磁電感應傳感器工作原理北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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式傳感器8.1.2 磁電感應傳感器基本類型磁電感應傳感器基本類型北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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 磁電感應傳感器基本類型磁電感應傳感器基本類型北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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

4、通式(動圈式動圈式)8.1.2 磁電感應傳感器基本類型磁電感應傳感器基本類型北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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(動鐵式動鐵式)8.1.2 磁電感應傳感器基本類型磁電感應傳感器基本類型北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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）（開磁路）8.1.2 磁電感應傳感器基本類型磁電感應傳感器基本類型北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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

5、磁鐵 2-軟磁鐵軟磁鐵 3-感應線圈感應線圈 4-測量齒輪測量齒輪 5-內齒輪內齒輪 6-外齒輪外齒輪 7-轉軸轉軸8.1.2 磁電感應傳感器基本類型磁電感應傳感器基本類型北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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)8.1.2 磁電感應傳感器基本類型磁電感應傳感器基本類型北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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構圖磁電式傳感器結構圖8.1.3 磁電感應傳

6、感器的應用磁電感應傳感器的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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 磁電感應傳感器的應用磁電感應傳感器的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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 磁電感應傳感器的應用磁電感應傳感器的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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 磁電感應傳感器的應用磁電感應傳感器的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學院胥胥永

7、永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制cosIBKVHH 金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種物在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種物理現象稱為霍爾效應。理現象稱為霍爾效應。 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北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制

8、胥永剛制 用作終端位置開關，用于無接觸地監(jiān)測機器部件用作終端位置開關，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霍爾效應的應用霍爾效應的應用位置測量位置測量北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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霍爾元件霍爾元件霍爾元件霍爾元件霍爾元件NSNSNSNSNSxxxxxx（a）（b）（c）8.2.2霍爾效應的應用霍爾效應的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制8.2.2霍爾效應的應用霍爾效應的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學院胥胥永永剛剛胥

9、胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制 轉速測量轉速測量-測量齒輪的轉速。測量齒輪的轉速。 霍爾效應齒輪測速傳感器霍爾效應齒輪測速傳感器 8.2.2霍爾效應的應用霍爾效應的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學院胥胥永永剛剛胥胥永永剛剛胥永剛制胥永剛制測轉角：測轉角：8.2.2霍爾效應的應用霍爾效應的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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霍爾效應鋼絲繩斷絲檢測裝置霍爾效應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

10、繩鋼絲繩計算機計算機永久磁鐵永久磁鐵LHV8.2.2霍爾效應的應用霍爾效應的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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 當電流流過導線時，將在導線周圍產生磁場，磁當電流流過導線時，將在導線周圍產生磁場，磁場大小與流過導線的電流大小成正比，這一磁場可以場大小與流過導線的電流大小成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后用霍爾器件進行檢測。通過軟磁材料來聚集，然后用霍爾器件進行檢測。8.2.2霍爾效應的應用霍爾效應的應用北京工業(yè)大學機電學院北京工業(yè)大學機電學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霍爾效應的應用霍爾效應的