磁電式檢測元件

第八節(jié)磁電式檢測元件

磁電式檢測元件被測量電信號(hào)電磁原理霍爾電壓感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

磁電感應(yīng)式

霍爾元件電流磁場壓力位移電流扭矩轉(zhuǎn)速振動(dòng)1精選ppt不同類型的磁電式傳感器磁通量Ф的變化實(shí)現(xiàn)方法:磁鐵與線圈之間做相對(duì)運(yùn)動(dòng)；磁路中磁阻的變化；恒定磁場中線圈面積的變化.直接應(yīng)用：測定速度在信號(hào)調(diào)節(jié)電路中接積分電路，或微分電路，磁電式傳感器就可以用來測量位移或加速度。2精選ppt恒磁阻式檢測元件線速度型角速度型感應(yīng)電勢(shì)與線圈對(duì)磁場的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的線速度或線圈相對(duì)磁場的角速度成正比(a)線速度型(b)角速度型

1--線圈；

2--運(yùn)動(dòng)部件；

3--永久磁鐵恒磁阻式檢測元件結(jié)構(gòu)原理圖3精選ppt1.動(dòng)圈式磁電傳感器原理圖5.1.1動(dòng)圈式磁電傳感器原理圖4精選ppt傳感器原理如果在線圈運(yùn)動(dòng)局部的磁場強(qiáng)度B是均勻的，那么當(dāng)線圈與磁場的相對(duì)速度為υ時(shí)，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：α為運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向間夾角，當(dāng)α＝90°，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：當(dāng)N、B和la恒定不變時(shí)，E與υ=dx/dt成正比，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小就可以知道被測速度的大小。5精選ppt思考題如何根據(jù)測量得到的線速度或角速度得到位移和加速度？6精選ppt5.1.3磁阻式磁電傳感器線圈和磁鐵局部都是靜止的，與被測物連接而運(yùn)動(dòng)的局部是用導(dǎo)磁材料制成的，在運(yùn)動(dòng)中，它們改變磁路的磁阻，因而改變貫穿線圈的磁通量，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 用來測量轉(zhuǎn)速，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率作為輸出，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率取決于磁通變化的頻率。結(jié)構(gòu)：開磁路、閉磁路7精選ppt變磁阻式－－開磁路式1--永久磁鐵；2--銜鐵；3--感應(yīng)線圈；4--齒輪

開磁路式轉(zhuǎn)速檢測元件原理圖8精選ppt變磁阻式－－閉磁路式1--轉(zhuǎn)軸；2--內(nèi)齒輪；3a、3b--外齒輪；4--線圈；5--永久磁鐵閉磁路式轉(zhuǎn)速檢測元件原理圖9精選ppt變磁阻式檢測元件特點(diǎn)變磁阻式檢測元件的線圈與磁鐵之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；由運(yùn)動(dòng)著的被測物體(一般是導(dǎo)磁材料)來改變磁路的磁阻，引起磁通量變化,從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)是一交變信號(hào)，變化的頻率與轉(zhuǎn)速有關(guān)〔轉(zhuǎn)速測量〕10精選ppt磁電感應(yīng)式檢測元件的等效電路11精選ppt檢測元件的靈敏度

〔以線速度型恒磁阻式檢測元件為例〕檢測元件的電流靈敏度Si和電壓靈敏度Sv為：12精選ppt磁電式檢測元件的誤差及補(bǔ)償

當(dāng)磁電感應(yīng)式檢測元件工作溫度發(fā)生變化，或受到外磁場干擾，或受到機(jī)械振動(dòng)或沖擊時(shí)，其靈敏度都將發(fā)生變化而產(chǎn)生測量誤差，其相對(duì)誤差為13精選ppt磁電式檢測元件的誤差來源溫度是最主要的影響因素永久磁鐵的時(shí)間非穩(wěn)定性電磁感應(yīng)引入的非線性14精選ppt1、溫度變化引入的誤差磁感應(yīng)強(qiáng)度的溫度系數(shù)為負(fù)；線圈長度的溫度系數(shù)是正的；負(fù)載電阻的溫度系數(shù)為正；溫度每變化1℃，對(duì)于銅線有:dl/l≈0.167×10-4

；dR/R≈0.43×10-2

；dB/B≈-0.02×10-2(取決于材料性質(zhì))。Ri

＜＜RL15精選ppt溫度補(bǔ)償－熱磁分流器

具有負(fù)溫度系數(shù)的熱磁合金材料加在磁路系統(tǒng)的兩個(gè)極靴上;在正常溫度下，熱磁分流器將空氣隙磁通分路一局部當(dāng)溫度升高時(shí)，熱磁分流器的磁導(dǎo)率顯著下降，經(jīng)它分流掉的磁通占總磁通的比例較正常溫度下顯著降低，從而保持空氣隙中的工作磁通不隨溫度變化。磁性材料磁感應(yīng)強(qiáng)度B與溫度T的關(guān)系曲線

1—鎳鋁合金；2—鈷鋼；3—鎢鋼；4—熱磁合金16精選ppt2、永久磁鐵時(shí)間不穩(wěn)定性當(dāng)測量電路滿足Ri＜＜RL時(shí)，電磁感應(yīng)式檢測元件的電壓靈敏度可近似為那么靈敏度的相對(duì)誤差為一般線圈長度具有較好的時(shí)間穩(wěn)定性，而經(jīng)磁化的永久磁鐵的磁性一般會(huì)隨時(shí)間而發(fā)生變化解決方法：永磁材料在充磁前先進(jìn)行退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。充磁后再進(jìn)行老化處理。17精選ppt3、非線性誤差－補(bǔ)償線圈感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生磁場，該磁場會(huì)削弱永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場，從而使磁電式檢測元件的實(shí)際磁通量減少，引起嚴(yán)重的非線性；解決方法：補(bǔ)償線圈，補(bǔ)償線圈的反響電流為1—彈簧；2—線圈；3—磁軛；4—永久磁鐵；5—補(bǔ)償線圈18精選ppt霍爾檢測元件霍爾效應(yīng)：美國物理學(xué)家霍爾(EdwinHerbertHall,1855-1938)于1879年在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)。這個(gè)電勢(shì)差也被叫做霍爾電勢(shì)差。

19精選ppt

霍爾元件

霍爾效應(yīng)

霍爾元件Ge/Si/InAs/InSb控制電流引線霍爾電壓引出線I恒定

U~B在一定范圍內(nèi)呈線性B交變

U交變B恒定

U~I呈線性B

霍爾元件內(nèi)阻21歐姆接觸20精選ppt霍爾集成器件

將霍爾元件、放大器、施密