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(dòng)傳感器§7.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§7.4應(yīng)用上頁(yè)下頁(yè)返回§7.1概述利用電磁感應(yīng)原理，將輸入運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(zhuǎn)換特性只應(yīng)用于動(dòng)態(tài)測(cè)量工作原理根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當(dāng)W匝線圈在均恒磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)穿過(guò)線圈的磁通為φ，則線圈的感應(yīng)電勢(shì)e為：線圈在恒定磁場(chǎng)中作直線運(yùn)動(dòng)，并切割磁力線：B：磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度；l:每匝線圈的長(zhǎng)度θ：運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向之間的夾角；v:線圈與磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型變磁通式：磁鐵、線圈均不動(dòng)，感應(yīng)電勢(shì)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(yīng)電勢(shì)由線圈相對(duì)永久磁鐵運(yùn)動(dòng)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(yīng)線圈4一測(cè)量齒輪被測(cè)物§7.2磁電式振動(dòng)傳感器一、工作原理與動(dòng)態(tài)特性SN殼體線圈永久磁鐵彈簧構(gòu)成永久磁鐵線圈彈簧阻尼器電磁阻尼：金屬骨架在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生空氣阻尼：殼體二階系統(tǒng)表示mckx0xmx0---振動(dòng)體的絕對(duì)位移；xm---質(zhì)量塊的絕對(duì)位移若振動(dòng)體作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，將D=jw代入：w/w0xt/x00131.0-90-180φ討論當(dāng)w>>w0（w>3w0)時(shí)，xt/x=1xt=x0,m看作靜止不動(dòng)φ=180線圈中的感應(yīng)電勢(shì)：e=WBlv靈敏度：s=WBl振動(dòng)速度輸出電壓vAvBvC工作范圍實(shí)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)動(dòng)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(chēng)直接式動(dòng)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(chēng)慣性式m↓c↑改善頻響特性動(dòng)圈式NS永久磁鐵線圈彈簧§7.3.1設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、磁路計(jì)算HBBrHc矯頑力Hc：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br：去磁曲線B=f(H)：最大磁能積(BH)m：永久磁鐵的工作點(diǎn)HB0ABDO’確定原則：使永久磁鐵盡可能工作在最大磁能積上，此時(shí)磁鐵體積最小。永久磁鐵的尺寸由工作點(diǎn)D（B、H）值計(jì)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(shè)計(jì)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(qiáng)的氣隙磁場(chǎng)氣隙寬度δ與氣隙深度lg之比〈1/4Bδlg二、線圈組件設(shè)計(jì)LD1D2D3th§7.3.2參數(shù)設(shè)計(jì)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(jì)算阻尼系數(shù)計(jì)算電磁阻尼（金屬骨架為阻尼器）：金屬骨架產(chǎn)生渦流效應(yīng)并受到磁場(chǎng)力的作用，力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。電磁阻尼器§7.4應(yīng)用振動(dòng)監(jiān)測(cè)：輸出阻抗小對(duì)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(yīng)不高動(dòng)圈式振動(dòng)傳感器彈簧片阻尼杯磁鋼芯軸殼體線圈引線機(jī)