磁电式传感器应用分析报告.ppt

磁电式传感器Magnetoelectric sensor 应用及其发展前景 * * * 模板来自于 * 陕西科技大学电气与信息工程学院 磁电式传感器 工作原理 A 结构原理 B 磁电传感器应用 C 磁电传感器发展 D PRINCIPLE Magnetoelectric Sensor 磁电感应式传感器又称电动势式传感器，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。它是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出感应电动势的。它是一种机械能-电能量变换型传感器，不需要供电电源，电路简单，性能稳定，输出阻抗小，又具有一定的频率响应范围 一般为10～1000?Hz ，所以得到普遍应用。 磁电式传感器原理 PRINCIPLE Magnetoelectric Sensor 磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种无源传感器。 根据电磁感应定律, 当w匝线圈在恒定磁场内运动时, 设穿过线圈的磁通为Φ, 则线圈内的感应电势E与磁通变化率dΦ/dt有如下关系: E -w dΦ/dt 磁电式传感器原理 PRINCIPLE 磁通量的变化可以通过很多办法来实现，如磁铁与线圈之间作相对运动；磁路中磁阻的变化；恒定磁场中线圈面积的变化等，一般可将磁电感应式传感器分为恒磁通式和变磁通式两类。 Magnetoelectric Sensor 磁电式传感器原理 PRINCIPLE Magnetoelectric Sensor 恒磁通式磁电感应传感器结构中，工作气隙中的磁通恒定，感应电动势是由于永久磁铁与线圈之间有相对运动——线圈切割磁力线而产生。这类结构有动圈式和动铁式两种，如图所示。 磁电式传感器原理 PRINCIPLE 磁铁与线圈相对运动使线圈切割磁力线，产生与运动速度dx/dt成正比的感应电动势E，其大小为E -NBldx/dt 式中：N为线圈在工作气隙磁场中的匝数；B为工作气隙磁感应强度；l为每匝线圈平均长度。当传感器结构参数确定后，N、B和l均为恒定值，E与dx/dt成正比，根据感应电动势E的大小就可以知道被测速度的大小。 Magnetoelectric Sensor 磁电式传感器原理 PRINCIPLE 由理论推导可得，当振动频率低于传感器的固有频率时，这种传感器的灵敏度 E/v 是随振动频率而变化的；当振动频率远大于固有频率时，传感器的灵敏度基本上不随振动频率而变化，而近似为常数；当振动频率更高时，线圈阻抗增大，传感器灵敏度随振动频率增加而下降。 不同结构的恒磁通磁电感应式传感器的频率响应特性是有差异的，但一般频响范围为几十赫至几百赫。低的可到10?Hz左右，高的可达2?kHz左右。 Magnetoelectric Sensor 磁电式传感器原理 PRINCIPLE 变磁通式磁电感应传感器一般做成转速传感器，产生感应电动势的频率作为输出，而电动势的频率取决于磁通变化的频率。变磁通式转速传感器的结构有开磁路和闭磁路两种。 Magnetoelectric Sensor 磁电式传感器原理 PRINCIPLE 对于开磁路变磁通式转速传感器。测量齿轮4安装在被测转轴上与其一起旋转。当齿轮旋转时，齿的凹凸引起磁阻的变化，从而使磁通发生变化，因而在线圈3中感应出交变的电势，其频率等于齿轮的齿数Z和转速n的乘积，即f Zn/60 式中：Z为齿轮齿数；n为被测轴转速 v/min ；f为感应电动势频率 Hz 。这样当已知Z，测得f就知道n了。 Magnetoelectric Sensor 磁电式传感器原理 APPLY Magnetoelectric Sensor 测振传感器 磁电式传感器主要用于振动测量。其中惯性式传感器不需要静止的基座作为参考基准，它直接安装在振动体上进行测量，因而在地面振动测量及机载振动监视系统中获得了广泛的应用。 常用地测振传感器有动铁式振动传感器、圈式振动速度传感器等。 磁电式传感器的应用 APPLY Magnetoelectric Sensor 基于单片机的磁电式传感器测速装置 以AT89S52单片机为基础，采用磁电传感器采集信号，并经过处理计算出轴速。（整个测速系统可分为初始化阶段、脉冲计数阶段、计时阶段及显示阶段。） 磁电式传感器的应用 APPLY Magnetoelectric Sensor 磁电式传感器在电子式出租汽车计价器中的应用 磁电式传感器在电子式出租汽车计价器电路中有重要应用，当电子式出租汽车计价器主机显示屏出现不计程或计程失准的现象时,可以进行磁电式传感器故障的维护检修，从而进行维修。 磁电式传感器的应用 APPLY Magnetoelect