第7章磁电式传感器详解.ppt

第7章 磁电式传感器 ;7.1 磁电感应式传感器 ;7.1.1 磁电感应式传感器工作原理 以电磁感应原理为基础的，根据电磁感应定律，线圈两端的感应电动势正比于线圈所包围的磁链对时间的变化率，即;两种磁电式传感器结构： 1.变磁通式(磁阻式);角速度型;图7-2 恒定磁通式磁电传感器结构原理图 （a） 动圈式； (b) 动铁式 ; ;;飞机振动模态分析;;;7.1.2 磁电感应式传感器基本特性 当测量电路接入磁电传感器电路时，磁电传感器的输出电流Io为 ;而传感器的输出电压和电压灵敏度分别为 ; 1. 非线性误差 磁电式传感器产生非线性误差的主要原因是：由于传感器线圈内有电流I流过时，将产生一定的交变磁通φI，此交变磁通叠加在永久磁铁所产生的工作磁通上，使恒定的气隙磁通变化。; 2. 温度误差 当温度变化时，式（7-8）中右边三项都不为零，对铜线而言每摄氏度变化量为dl/l≈0.167×10-4, dR/R≈0.43×10-2，dB/B每摄氏度的变化量决定于永久磁铁的磁性材料。对铝镍钴永久磁合金，dB/B≈-0.02×10-2，这样由式（7-8）可得近似值如下： ;7.1.3 磁电感应式传感器的测量电路 ;7.1.4 磁电感应式传感器的应用 1. 动圈式振动速度传感器; 2. 磁电式扭矩传感;7.2 霍尔式传感器;;霍尔效应原理图;b;霍尔元件激励极间电阻;图7-10 霍尔元件 （a） 外形结构示意图； （b） 图形符号 ;国产霍尔元件型号的命名方法;3. 霍尔元件基本特性 (1) 额定激励电流IH和最大允许激励电流 使霍尔片温升10℃所施加的控制电流值。 以元件最大温升为限制所对应的激励电流 （限制额定激励电流的主要因素是散热条件） （2）输入电阻 Ri 控制电极间的电阻值（20±5℃） 输出电阻 R0 指霍尔电极间的电阻值 ;4. 霍尔元件不等位电势补偿;基本补偿电路 ;5. 霍尔元件温度补偿;具有温度补偿的补偿电路;霍尔集成电路;线性型霍尔特性;开关型霍尔集成电路;霍尔式接近开关 ;霍尔式接近开关 ;;图7-15 霍尔式位移传感器的工作原理图 (a) 磁场强度相同传感器； (b) 简单的位移传感器； (c) 结构相同的位移传感器 ;霍尔线性位移传感器;图7-16 几种霍尔式转速传感器的结构; 在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。设该齿轮有22个齿;霍尔式接近开关用于转速测量演示;N;;工作原理及用途：被测体上贴一磁钢，非接触式测量，高可靠，适用于低转速，体积小、安装方便，对环境无要求，适合各种恶劣环境、污浊环境、功耗低，适宜长期工作。;图7-17 霍尔计数装置的工作示意图及电路图; ????????????????????????????????????????????????????????????????????????;霍尔钳形电流表（交直流两用）;霍尔钳形电流表演示;钳形表的环形铁心可以张开， 导线由此穿过;霍尔钳形电流表的使用;霍尔钳形电流表的使用（续）;霍尔式电流谐波分析仪;;5. 霍尔式微压力传感器;6. 霍尔式角位移传感器;叶片和齿轮位置传感器;7. 霍尔式汽车速度测量传感器;磁电式车速传感器;;8. 霍尔式无刷电动机 ;无刷电动机在电动自行车上的应用 ;电动自行车的无刷电动机及控制电路;霍尔电流传感器的技术指标;霍尔电流传感器的技??指标与计算;例7-1 某霍尔元件l×b×d=10×3.5×1mm3，沿l方向通以电流I=1.0mA，在垂直于lb面方向加有均匀磁场B=0.3T，传感器的灵敏度系数为22V/A·T，试求其输出霍尔电势。