《自动检测技术与装置》课件八节

第八节磁电式检测元件

磁通变化率是由磁场强度、磁路磁阻及线圈的运动速度决定的恒磁阻式检测元件由线圈1、运动部件2和永久磁铁3所成

第八节磁电式检测元件线速度型角速度型感应电势与线圈对磁场的相对运动的线速度或线圈相对磁场的角速度成正比(a)线速度型(b)角速度型恒磁阻式检测元件结构原理图

1--线圈；2--运动部件；

3--永久磁铁第八节磁电式检测元件变磁阻式检测元件变磁阻式检测元件的线圈与磁铁之间没有相对运动，由运动着的被测物体(一般是导磁材料)来改变磁路的磁阻，引起磁通量变化,从而在线圈中产生感应电动势。变磁阻式检测元件一般做成转速式，产生的感应电势的频率作为输出第八节磁电式检测元件开磁路式开磁路转速检测元件主要由永久磁铁1、衔铁2和感应线圈3组成开磁路式转速检测元件原理图

1--永久磁铁；2--衔铁；

3--感应线圈；4--齿轮

第八节磁电式检测元件闭磁路式它是由安装在转轴1上的内齿轮2和永久磁铁5、外齿轮3a、3b及线圈4构成闭磁路式转速检测元件原理图

1--转轴；2--内齿轮；

3a、3b--外齿轮；

4--线圈；5--永久磁铁第八节磁电式检测元件磁电感应式检测元件的误差及补偿磁电感应式检测元件相当于一个电源磁电感应式检测元件的等效电路第八节磁电式检测元件磁电感应式检测元件的输出电流iO以及在负载电阻RL上的电压uO为

Ri为磁电感应式检测元件的内阻，RL为负载电阻第八节磁电式检测元件检测元件的电流灵敏度Si和电压灵敏度Sv为：第八节磁电式检测元件当磁电感应式检测元件工作温度发生变化，或受到外磁场干扰，或受到机械振动或冲击时，其灵敏度都将发生变化而产生测量误差，其相对误差为第八节磁电式检测元件温度误差

磁性材料磁感应强度B与温度T的关系曲线

1—镍铝合金；2—钴钢；3—钨钢；4—热磁合金第八节磁电式检测元件永久磁铁不稳定误差当测量电路满足Ri

＜＜RL时，电磁感应式检测元件的电压灵敏度可近似为

则灵敏度的相对误差为第八节磁电式检测元件非线性误差当线圈内有电流i通过时，将产生一定的交变的磁通，此交变磁通叠加在永久磁铁的工作磁通上，从而使实际磁通量减少，由磁电感应式检测元件的工作原理可知，其线圈相对于永久磁铁的运动速度越大v，产生的电动势e越大，则电流也越大，对永久磁场的削弱作用就越强。因此检测元件的灵敏度随被测速度数值的增加而降低，引起严重的非线性第八节磁电式检测元件非线性误差一般采用补偿线圈来补偿

非线性补偿示意图

1—弹簧；2—线圈；3—磁轭；

4—永久磁铁；5—补偿线圈第八节磁电式检测元件二、霍尔检测元件霍尔检测元件是以霍尔效应作为理论基础以霍尔元件为核心部件的磁敏式检测元件霍尔效应在z轴加恒定磁场B；y轴通以恒定电流，则在x轴方向出现电位差第八节磁电式检测元件

此电势为称为霍尔系数

d为霍尔元件厚度第八节磁电式检测元件霍尔元件及其特性目前最常用的霍尔元件是由锗、硅、锑化铟和砷化铟等半导体材料制成的霍尔元件的几何形状为长方形，长宽比为2：1霍尔元件的壳体是非导磁金属陶瓷或环氧树脂封装霍尔电压与B、I的关系第八节磁电式检测元件霍尔电压与磁感应强度B的关系B/T霍尔电压与控制电流的关系