第08章磁电式传感器

1、北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制测量技术基础测量技术基础第八章第八章 磁电式传感器磁电式传感器 磁电感应式传感器磁电感应式传感器 1、工作原理、工作原理 2、基本类型、基本类型 3、工程应用、工程应用 霍尔式传感器霍尔式传感器 1、工作原理、工作原理 2、霍尔元件应用、霍尔元件应用本章内容：本章内容：北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种转换器。一种转换器。tWedd感应线圈的感应电动势感应线圈的感应电动势e为为磁

2、通变化率与磁场强度、磁阻、线圈运动速度有磁通变化率与磁场强度、磁阻、线圈运动速度有关，改变其中一个因素，都会改变感应电动势。关，改变其中一个因素，都会改变感应电动势。 WBSeWBlveW：匝数：匝数 ：磁通：磁通 e：感应电动势：感应电动势 l：线圈导线长度：线圈导线长度B：磁场气隙磁感应强度：磁场气隙磁感应强度v=dx/dt：线圈：线圈/磁铁相对运动线速度磁铁相对运动线速度d/dt：线圈：线圈/磁铁相对旋转角速度磁铁相对旋转角速度线圈直线运动并切割磁力线线圈直线运动并切割磁力线线圈旋转运动并切割磁力线线圈旋转运动并切割磁力线8.1.1 磁电感应传感器工作原理磁电感应传感器工作原理北京工业大

3、学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制动圈式变磁通式动铁式闭磁路开磁路恒磁通式角速度型线速度型磁电感应式传感器8.1.2 磁电感应传感器基本类型磁电感应传感器基本类型北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制恒磁通式恒磁通式( (动圈式动圈式) )8.1.2 磁电感应传感器基本类型磁电感应传感器基本类型北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制恒磁通式恒磁通式(动圈式动圈式)8.1.2 磁电感应传感器基本类型磁电感应传感器基本类型北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永

4、永刚刚胥永刚制胥永刚制恒磁通式恒磁通式(动铁式动铁式)8.1.2 磁电感应传感器基本类型磁电感应传感器基本类型北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制变磁通式（开磁路）变磁通式（开磁路）8.1.2 磁电感应传感器基本类型磁电感应传感器基本类型北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制变磁通式变磁通式(开磁路、闭磁路开磁路、闭磁路)（a）开磁路）开磁路（b）闭磁路）闭磁路1-永久磁铁永久磁铁 2-软磁铁软磁铁 3-感应线圈感应线圈 4-测量齿轮测量齿轮 5-内齿轮内齿轮 6-外齿轮外齿轮 7-转轴转轴8.1.2 磁电感

5、应传感器基本类型磁电感应传感器基本类型北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制1u2uu齿形圆盘齿形圆盘线圈线圈永久磁铁永久磁铁铁芯铁芯磁电式扭矩传感器工作原理磁电式扭矩传感器工作原理磁电式传感器结构图磁电式传感器结构图8.1.3 磁电感应传感器应用磁电感应传感器应用北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制动圈式传感器动圈式传感器 线速度型 8.1.3 磁电感应传感器应用磁电感应传感器应用北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制角速度型角速度型测速电机测速电机8.1.3 磁电

6、感应传感器应用磁电感应传感器应用北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制磁阻式传感器磁阻式传感器 磁电式车速传感器磁电式车速传感器N8.1.3 磁电感应传感器应用磁电感应传感器应用北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制cosIBKVHH 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。理现象称为霍尔效应。 8.2.1霍尔元件工作原理霍尔元件工作原理霍尔元件霍尔元件

7、北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成8.2.1霍尔元件工作原理霍尔元件工作原理北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制 用作终端位置开关，用于无接触地监测机器部件用作终端位置开关，用于无接触地监测机器部件的位置。的位置。 霍尔传感器测量物体位置霍尔传感器测量物体位置 8.2.2霍尔效应的应用霍尔效应的应用位置测量位置测量北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制8.2.2霍尔效应的应用霍尔效应的应用北京

8、工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制案例：汽车速度测量案例：汽车速度测量8.2.2霍尔效应的应用霍尔效应的应用北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制 测量位移，力，加速度等参量测量位移，力，加速度等参量。 钢丝绳断丝检测。钢丝绳断丝检测。HV霍尔效应钢丝绳断丝检测装置霍尔效应钢丝绳断丝检测装置 放大放大A/D滤波滤波短丝信号短丝信号霍尔元件霍尔元件股波信号股波信号钢丝绳钢丝绳计算机计算机永久磁铁永久磁铁LHV8.2.2霍尔效应的应用霍尔效应的应用北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制铁磁材料裂纹检测铁磁材料裂纹检测 NS8.2.2霍尔效应的应用霍尔效应的应用北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院胥胥永永刚刚胥胥永永刚刚胥永刚制胥永刚制电流传感器电流传感器 当电流流过导线时，将在导线