传感器原理7磁电式传感器课件.pptVIP

§7.1概述基本原理：利用电磁感应原理，将输入(运动速度)转换成线圈中感应电动势输出的传感器。第七章磁电式特点：有源传感器：不需要提供电源;传具有双向转换特性;感器具有较大的输出功率;只适用于动态测量。1

工作原理由电磁感应定律，当W匝线圈在均恒磁场中运动时，第设穿过线圈的磁通为φ，则线圈的感应电动势e为：七章磁电式传感器2

?线圈在恒定磁场中作直线运动，并切割磁力线，感生电势为：第七章B：磁场磁感应强度；l:每匝线圈的有效长度θ：运动方向与磁场方向之间的夹角；v:线圈与磁场之间的相对运动速度，m/s磁电式传感器?线圈相对磁场作旋转运动并切割磁力线，感生电势为：S：每匝线圈的围成的面积θ：线圈平面法线方向与磁场方向之间的夹角；ω:线圈与磁场之间的相对运动角速度3

两种基本类型恒定磁通式：第七章~工作气隙中磁通不变，线圈中的感应电势由线圈相对永久磁铁运动并切割磁力线产生。变磁通式：磁电式传感器~磁铁、线圈均不动，感应电势由变化的磁通产生，如图示转速测量：1一永久磁铁2一软磁铁3一感应线圈4一测量齿轮4

第七章磁电式传感器5

§7.2磁电式振动传感器一、工作原理与动态特性第七章线圈磁电式传感器NS永久磁铁弹簧壳体被测物6

动铁式振动传感器演示第七章磁电式传感器振动非常缓慢时：磁铁随壳体运动；快速振动时：磁铁相对壳体运动幅度加大，相位相反。7

第七章磁电式传感器动圈式传感器用于振动测试8

构成永久磁铁:产生磁场动态特性分析线圈：感生出电动势—二阶系统表示弹簧：弹性恢复第七章阻尼器磁电式传感器x~电磁阻尼：线圈金属骨架在磁场中运动，产生感应涡流，而受到反方向的作用力。mmck~空气阻尼：壳体:提供闭合磁路、磁屏蔽x09

第七章磁电式传感器注意：位移符号与书上不同！10

设：x---振动体的绝对位移；x---质量块的绝对位移0m第七章运动正方向向上，所有力（包括惯性力）假设正方向向上，根据力平衡原理，有：磁电式传感器11

第七章磁电式传感器12

第七章若振动体作简谐振动，将D=j?代入：磁电式传感器振幅比：13

频率特性：第七章磁电式传感器当?＝?时：当??时：当?＝0时：0014

第七章磁电式传感器15

质量体受力（力传感器）第七章磁电式传感器16

基座受力（运动传感器）第七章磁电式传感器17

第七章磁电式传感器2.00.2测振动0.50.7?＝10521.00.1测力传感器1800.11.04.0

讨论当??（?3?)时，x/x?1第七章00t0~x?x,m近似看作静止不动t0~φ=-1800关于工作频段：磁电式传感器~阻尼比?的影响：增大?（0.7左右），可以减小共振峰，改善低频响应。~固有频率?的影响：降低?，扩大低频段。00理想情况，当??0~线圈中的感应电势：e=WBlv~灵敏度：s=WBl19

例题1：设计一个磁电式振动速度传感器，要求振动频率为50Hz时，最大振幅误差不超过5％，?＝0.6，求传感器的固有频率及输出的相位。第七章解：磁电式传感器当??时，0?0.707,会出现共振峰。20

解续：第七章磁电式传感器无解。x/xt01.0510.95f/f021

解续：第七章磁电式传感器解得：22

实际输出特性振动速度：输出电压工作范围实际特性第七章磁电式传感器理想特性vv振动速度ABvC?速度太低（小于v),惯性力不足以克服摩擦力A?速度太高（大于Vc),惯性太大，超出弹簧弹性范围23

二、结构特点动铁式：线圈组件与传感器壳体固定，永久磁铁用柔软的弹簧支撑，又称惯性式。第七章动圈式：永久磁铁与传感器壳体固定，线圈组件用柔软的弹簧支撑。磁电式传感器~与动铁式相比，惯性质量小，增加阻尼比。直接式~壳体固定于惯性系统部件，其顶杆与另一部件表面接触。24

某型动铁式振动传感器结构第七章磁电式传感器25

实物：振动速度传感器ü属于惯性式传感器。是利用磁电感应原理把振动信号变换成电信号。它主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。第七章ü将传感器安装在机器上，在机器振动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压值正比于振动速度值。ü与二次仪表相配接，即可显示振动速度或位移量的大磁电式传感器小。也可以输送到其它二次仪表或交流电压表进行测量。26

动圈式第七章弹簧线圈磁电式传感器NS永久磁铁27

动圈式演示第七章磁电式传感器28

动圈式振动传感器结构第七章引线线圈壳体磁电式传感器芯轴磁钢阻尼杯弹簧片29

动圈式传感器结构：1—弹簧;2—壳体;3—阻尼环;4—磁钢;5—线圈;6第七章—芯轴磁?在测振时，传感器固定电式传感器或紧压于被测物体，磁钢4与壳体2一起随被测系统的振动而振动。?