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磁敏传感器学习第1页/共41页 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。它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号, 是有源传感器。由于它输出功率大且性能稳定, 具有一定的工作带宽（10～1000 Hz）, 所以得到普遍应用。第2页/共41页 工作原理和结构类型W——线圈匝数；根据电磁感应定律，线圈两端的感应电动势——线圈包含的磁通量若线圈相对磁场运动为速度v或者角速度w时，e=-WBlv或者e=-WBSw，式中l—每匝线圈的平均长度B—线圈所在磁场的磁感应强度S—每匝线圈的平均截面积第3页/共41页 图为开磁路变磁 通式：线圈、磁铁静止 不动，测量齿轮安装在被 测旋转体上，随之一起转 动。每转动一个齿，齿的  凹凸引起磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次，线圈中产生感应电势，其变化频率等于被测转速与测量齿轮齿数的乘积。这种传感器结构简单，但输出信号较小，且因高速轴上加装齿轮较危险而不宜测量高转速。第4页/共41页 图（b）为闭磁路变磁 通式，它由装在转轴上的 内齿轮和外齿轮、永久磁 铁和感应线圈组成，内外 齿轮齿数相同。当转轴连 图（b） 接到被测转轴上时，外齿轮不动，内齿轮随被测轴而转动，内、外齿轮的相对转动使气隙磁阻产生周期性变化，从而引起磁路中磁通的变化，使线圈内产生周期性变化的感生电动势。感应电势的频率与被测转速成正比。第5页/共41页 图 恒磁通式磁电传感器结构原理图第6页/共41页 动态特性分析第7页/共41页 磁电感应式传感器的幅频特性第8页/共41页 重要结论当振动体的振动频率低于传感器的固有频率时，传感器的灵敏度随频率而明显变化。当振动体的频率远高于传感器的固有频率时，灵敏度接近于一常数，基本上不随频率变化。该频段为传感器的工作频段，或称为传感器的频响范围。当频率更高时，由于线圈的阻抗增加，灵敏度也将随着频率的增加而增加。第9页/共41页 磁电式传感器的测量电路磁感应传感器测量放大器将被测的运动体的速度转换成电信号将被对信号进行放大，并具有阻抗变换作用。微分放大器积分放大器电压放大器加速度位移速度挡第10页/共41页 霍尔式传感器霍尔效应：置于磁场中的导体（或半导体），当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向会产生电动势（霍尔电势），原因是电荷受到洛伦兹力的作用。fLfEvEHdIbB定向运动的电子除受到洛仑兹力外，还受到霍尔电场的作用，当fl=fE时，达到平衡，此时霍尔系数，材料确定后为常数灵敏度系数对于导体，霍尔系数一般较小，故霍耳元件一般用半导体制作，且愈小（薄），灵敏度愈高 第11页/共41页 物理现象观察霍尔效应第12页/共41页 霍尔式传感器的特点转换率低受温度影响比较大结构简单，体积小，坚固频响范围宽易微型化和集成化第13页/共41页 霍尔元件的构造及测量电路红色引线：电流端引线绿色引线：霍尔输出端引线第14页/共41页 第15页/共41页 测量电路第16页/共41页 霍尔元件的主要参数（1）额定激励电流（2）灵敏度（3）输入电阻 和输出电阻（4）不等位电动势