第七章磁电式传感器

1、12机械2班120402225剑灵预习题什么是磁电式传感器？ 磁电感应式传感器又称磁电式传感器，磁电感应式传感器又称磁电式传感器， 是利用电磁感应原理将被是利用电磁感应原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。它不需要测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。它不需要辅助电源，辅助电源， 就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号，是一就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。种有源传感器。 由于它输出功率大，由于它输出功率大， 且性能稳定，具有一定的且性能稳定，具有一定的工作带工作带宽（宽（101000 Hz），所以得到普遍应用。），所

2、以得到普遍应用。 (1)位移测量(2)测转速(3)计数装置(导磁产品)检缺口、检齿检缺口、检齿磁磁场场测测量量转转速速测测量量应用例子1.磁电感应式传感器的工作原理？它与电感式传感器的区别？磁电感应式传感器工作原理：磁电感应式传感器工作原理： 根据电磁感应定律，当导体在稳恒均匀磁场中，根据电磁感应定律，当导体在稳恒均匀磁场中，沿垂直磁场方向运动时，导体内产生的沿垂直磁场方向运动时，导体内产生的感应电势为感应电势为 BlvdtdxBtdtde式中式中: B稳恒均匀磁场的磁感应强度；稳恒均匀磁场的磁感应强度；l导体有效长度；导体有效长度；v导体相对磁场的运动速度。导体相对磁场的运动速度。 当一个当

3、一个W匝线圈相对静止地处于随时间变化的磁场中时，设穿过线圈的磁通为匝线圈相对静止地处于随时间变化的磁场中时，设穿过线圈的磁通为，则线，则线圈内的感应电势圈内的感应电势e与磁通变化率与磁通变化率d/dt有如下关系：有如下关系： deNdt 区别:磁电式传感器工作时不需要外加电源，其磁通量通过永磁产生；电感式传感器的磁通量通过线圈通电产生。3.磁阻式传感器的工作原理？在齿轮检测中应用？ 线圈和磁铁部分都是静止的，与被测物连接而运动的部分是用导磁材料制成的，在运动中，它们改变磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈的磁通量，在线圈中产生感应电动势。用来测量转速，线圈中产生感应电动势的频率作为输出，而感应电动势的

4、频率取决于磁通变化的频率。 1永久磁铁永久磁铁3感应线圈感应线圈2软铁软铁4齿轮齿轮 结构比较简单，但输出信号较小，结构比较简单，但输出信号较小，当被测轴振动较大时，传感器输出波形失真较大。当被测轴振动较大时，传感器输出波形失真较大。 内、外齿轮的齿数相同，当转轴联结到被测轴上与被测闭磁路磁组式转速传感器轴一起转动时，内外齿轮的相对运动使磁路气隙发生变化，因而磁阻发生变化并使贯穿于线圈的磁通量变化，在线圈中感应出电势。5.请解析下图两种传感器的工作原理？是什么传感器？磁电式速度传感器结构原理下图为为磁电式振动速度传感器的典型结构。 在测振时，传感器固定或紧压于被测系统，磁钢4与壳体2一起随被测

5、系统的振动而振动，装在芯轴6上的线圈5和阻尼环3组成惯性系统的质量块并在磁场中运动。弹簧片1径向刚度很大、轴向刚度很小，使惯性系统既得到可靠的径向支承，又保证有很低的轴向固有频率。阻尼环一方面可增加惯性系统质量，降低固有频率，另一方面在磁场中运动产生的阻尼力使振动系统具有合理的阻尼。7.霍尔元件在汽车点火线圈中的应用？霍尔器件在汽车发动机点火系统：将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器, 用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压, 控制电控单元( ECU) 的初级电流。相对于机械断电器而言, 霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护, 能够适应恶劣的

6、工作环境, 还能精确地控制点火正时,能够较大幅度提高发动机的性能, 具有明显的优势。其工作原理是: 霍尔电路通电后, 当翼片齿未进入工作气隙时, 由磁钢产生的磁场作用到霍尔电路的磁感应强度B Bop( 工作点) , 电路处于导通状态, 输出低电平Uo BRP( 释放点) , 电路截止, 输出高电平( 电压幅度接近电源电压) 。在汽车分电器中, 将翼片连接在凸轮轴上, 传感器固定于分电器底板上。工作中, 当翼片齿移入气隙时给出一高电平, 移出气隙时给出一低电平,形成矩形波, 利用下降沿( 或上升沿) 触发点火电路, 进行点火。这种用霍尔翼片传感器取代机械触点断电器的电子断电器工作无惯性, 无触点

7、, 无磨擦, 无须保养, 寿命长, 可靠性高, 点火准时性不受其它因素的影响, 准时误差最小, 和晶体管开关电路一起工作时, 可使点火线圈次级得到较高的点火电压和能量, 且低速、高速点火性能均好。9.霍尔电流传感器的工作原理？将380伏空调电源的“三芯护套线”夹到钳形表的环形铁中心，钳形表的示值为多少？为什么？1、 直放式(开环)电流传感器(CS系列)当原边电流IP流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出，其输出电压VS精确的反映原边电流IP。一般的额定输出标定为4V。2、磁平衡式(闭环)电

8、流传感器(CSM系列)磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿，其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用，此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号