磁阻传感器在力矩限制器中的应用_王海霞
磁感应在磁力计量和传感器中的应用
磁感应在磁力计量和传感器中的应用磁感应是一种重要的物理现象，广泛应用于磁力计量和传感器领域。
本文将探讨磁感应在这两个领域中的应用，并介绍其原理与技术。
一、磁力计量中的磁感应应用磁力计量是测量物体所受磁力大小和方向的一种技术。
磁感应在磁力计量中起到了关键作用。
主要应用有以下几个方面。
1.1 电流测量磁感应在电流测量中被广泛运用。
根据安培环路定律，通过一条导线的电流会产生一个环绕导线的磁场。
当该磁场与另一磁场相互作用时，就会产生磁力。
利用此原理，可以通过测量磁感应来间接测量电流大小。
1.2 力传感器力传感器是一种将力转换为电信号输出的装置。
在磁力传感器中，通常采用磁感应产生的磁场与电流传感元件的相互作用来测量力的大小。
通过测量电流的变化，可以推导出被测力的大小。
这种磁感应应用可以实现非接触式测量，有效提高了测量的准确性和可靠性。
二、传感器中的磁感应应用传感器是将被测量物理量转换为电信号的设备。
在许多传感器中，磁感应被广泛应用。
以下是一些常见的传感器应用。
2.1 磁敏电阻传感器磁敏电阻传感器是一种基于材料磁阻率变化的传感器。
在外加磁场的作用下，材料磁阻率会发生变化，从而改变电阻大小。
通过测量电阻的变化，可以间接测量磁场的强度。
磁敏电阻传感器被广泛应用于磁场测量、位置检测等领域。
2.2 磁电传感器磁电传感器通过材料磁电效应来实现磁场的测量。
当材料处于磁场中时，会产生电势差或电荷分布的变化，这种变化与磁场的强度相关。
通过测量电势差或电荷分布的变化，可以间接测量磁场的大小。
磁电传感器主要应用于磁场测量、磁体检测等领域。
2.3 磁感应式接近开关磁感应式接近开关利用物体对磁场的屏蔽效应来检测目标物体的接近。
当目标物体靠近磁感应式接近开关时，会产生磁场屏蔽现象。
通过检测磁感应变化，可以判断目标物体的接近程度。
磁感应式接近开关广泛应用于自动控制、安全检测等领域。
总结：磁感应在磁力计量和传感器中具有重要作用。
在磁力计量中，通过测量磁感应可以实现电流和力的测量。
磁力矩器测试设备中关键技术的研究
图 2所示。电路的输出为
EO = - IRf (R 2 + R3 ) /R3
( 2)
式中, EO 为输出电压; I 为流过 Rf 的电流。
图 2 运算放大器电流反馈法原理
从原理图中可以看出, 这两种方法有一个共同点 是, 放大器的正端接地, 相当 于测量的是单端 的电压 值。在实际的测量过程中发现, 单端电压的测量相比 差分输入测量容易很多, 精确度、稳定性都高于差分输 入的情况。而在磁力矩器的实际测试中两端都不能接 地, 所以以上 2种常用的方法是不可行的。还有一种 差分输入的方法 [ 4] , 原理图如图 3所示。
前端模拟电路主要由采样电阻网络、跟随器、放大 电路 3 部分组成。根据文献 [ 3, 4] , 采样电阻的选择 也是要根据应用场合适当选择。采样电阻太小影响精 度, 太大对前级电路的影响比较严重。在磁力矩器测 试中, 通过试验得出 1 是比较适合的采样电 阻值。 在本设计方案中, 采样电阻网络是由 2个 1 的电阻 并联上一个 10 的变阻器组成 ( 如图 4所示 )。这样 的设计有两个好处: 一个是通过调节变阻器能使得整 个采样电阻网络的阻值非常逼近 1 。另一个是能够 分担功耗, 从而降低温度对电阻阻值大小的影响。
3 误差分析及校正方法
误差。 3. 2 校正方法
3. 1 误差分析
3. 1节分析了产生误差的原因, 这 一节将介绍这
本节对电路的误差进行了详细的分析。在分析之 部分误差该如何校正。本系统中测电流的方法是通过
Research of the K ey T echnique of the Testing Equipm ent ofM agnetorquer
HUANG H ua zhu, L IU R ong ke
磁铁式扭矩限制器的应用实例 -回复
磁铁式扭矩限制器的应用实例-回复【磁铁式扭矩限制器的应用实例】引言：磁铁式扭矩限制器是一种新型的扭矩限制装置，具有结构简单、响应快速、可重复使用等优点。
它在工业生产中的应用涉及各个领域，包括机械装备、汽车工业、航空航天等。
本文将以具体应用实例为主题，详细介绍磁铁式扭矩限制器在这些领域的应用案例，并逐步解析其工作原理和优势。
一、机械装备领域在机械装备领域，磁铁式扭矩限制器主要应用于传动系统中，以保护机械设备的安全运行。
例如，在旋转式挖掘机中，使用磁铁式扭矩限制器可以对驱动电动机输出的扭矩进行监测，并在达到设定限制值时自动切断电流，避免发生设备故障或损坏。
这种应用案例有效提高了机械设备的可靠性和安全性。
二、汽车工业领域在汽车工业中，磁铁式扭矩限制器广泛应用于车辆的驱动系统中。
以一款高性能跑车为例，其引擎输出的扭矩巨大，如果不加以限制，可能会导致车辆失控或零部件的损坏。
通过安装磁铁式扭矩限制器，可以对车辆引擎的扭矩进行实时监测，并将扭矩限制在安全范围内，保证车辆的稳定性和可靠性。
三、航空航天领域在航空航天领域，磁铁式扭矩限制器的应用非常重要。
在飞机的推进系统中，磁铁式扭矩限制器可以监测发动机输出的扭矩，并根据飞行状态和航空器的特性，自动调整扭矩限制值，保证飞机在各种复杂飞行环境下的稳定性和安全性。
这种应用实例不仅提高了飞行器的性能，还能够减少机械损耗和维修成本。
四、磁铁式扭矩限制器的工作原理磁铁式扭矩限制器的工作原理是基于磁力感应效应。
它由一个输入轴、一个输出轴和若干个磁铁组成。
输入轴和输出轴之间通过磁铁连接，当输入轴受到扭矩时，磁铁会产生磁力，使输出轴产生与输入轴相等但方向相反的扭矩。
当输入轴扭矩超过磁铁的磁力限制时，磁铁短时间内会分离，阻断了扭矩的传递，起到限制扭矩的作用。
五、磁铁式扭矩限制器的优势相比传统的扭矩限制装置，磁铁式扭矩限制器具有以下优势：1. 结构简单：磁铁式扭矩限制器由少量的零部件组成，安装和维护简便。
磁阻传感器在弱磁测量中的应用研究
平。步进电机水平旋转转盘，找到传感器输出电压最 大的方向，这个方向就是地磁场磁感应强度的水平分 量 #/的方向，记录此时的电压 !! 后，再旋转转盘，记 录传感器输出最小的电压 !& 。
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! ! 收稿日期："##$ % #& ! ! 作者简介：王震（’&("—），男，在读硕士研究生，研究方向为测试计量技术及仪器；米东（’&)*—），男，教授；徐章遂（’&+’—），
测 量 灵 敏 度 可 以 用 磁 检 测 计、标 准 磁 场 等 方 法。 这里由于仪器的限制，就直接利用亥姆霍兹线圈中央 磁场测量玻莫合金磁传感器的灵敏度。经检验，和其 他方法测量得到的数据基本相同。亥姆霍兹线圈中央 位置处的磁感应强度由下式决定
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传感器在电磁学实验中的应用
传感器在电磁学实验中的应用
传感器在电磁学实验中具有广泛的应用，可以帮助学生掌握电磁学的基础知识，并进行实际的实验操作。
以下是一些常见的传感器应用。
1. 磁场传感器：用于测量磁场的方向和强度，可以帮助学生了解磁场的基本概念和磁场的作用。
在实验中，可以使用磁场传感器来测量磁铁的磁场强度，并观察磁铁在不同位置的磁场分布情况。
2. 电流传感器：用于测量电路中的电流大小，可以帮助学生了解电流的基本概念和欧姆定律。
在实验中，可以使用电流传感器来测量电路中的电流大小，并观察电路中不同元件的电压、电流、功率等参数的变化情况。
3. 电场传感器：用于测量电场的强度和方向，可以帮助学生了解电场的基本概念和电场的作用。
在实验中，可以使用电场传感器来测量电荷在电场中的受力情况，并观察电场在不同位置的分布情况。
4. 磁通量传感器：用于测量磁通量的大小，可以帮助学生了解磁通量的基本概念和法拉第电磁感应定律。
在实验中，可以使用磁通量传感器来测量电磁感应中产生的磁通量，并观察磁通量在不同位置的分布情况。
总之，传感器在电磁学实验中的应用可以提高学生的实验能力和动手能力，使学生更好地掌握电磁学的基础知识和实验操作。
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磁学在磁力传感器中的应用
磁学在磁力传感器中的应用在现代科技的飞速发展中，磁力传感器凭借其独特的性能和广泛的应用领域，成为了众多领域中不可或缺的重要角色。
而磁学作为研究磁力现象和磁性材料的科学，为磁力传感器的发展提供了坚实的理论基础和技术支持。
磁力传感器，简单来说，就是一种能够感知磁场并将其转化为电信号的装置。
它的工作原理基于磁学中的各种现象和规律。
在磁学中，我们知道磁场是由电流、磁体等产生的，并且磁场的强度、方向等特性可以通过一系列的物理量来描述。
磁力传感器正是利用了这些特性，通过检测磁场的变化来实现对各种物理量的测量。
磁阻效应是磁学在磁力传感器中的一个重要应用。
磁阻传感器是基于磁阻效应制成的。
当磁性材料处于磁场中时，其电阻会发生变化。
这种变化与磁场的强度和方向有关。
通过测量电阻的变化，就可以推算出磁场的信息。
磁阻传感器具有灵敏度高、响应速度快等优点，在汽车工业中，常用于检测车轮转速、角度等，从而实现对车辆的控制和监测；在航空航天领域，可用于导航系统，确保飞行器的准确飞行。
霍尔效应也是磁力传感器中常用的原理之一。
当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这就是霍尔效应。
基于霍尔效应的霍尔传感器在工业自动化、消费电子等领域有着广泛的应用。
例如，在手机中，霍尔传感器可以用于检测翻盖手机的开合状态，实现自动锁屏和解锁；在智能电表中，用于测量电流，提高电能计量的准确性。
除了上述两种常见的效应，磁通门传感器也是基于磁学原理的重要传感器类型。
磁通门传感器通过测量铁芯在交变磁场中的磁通量变化来检测磁场。
它具有高精度、低噪声的特点，在地质勘探、军事等领域发挥着重要作用。
在地质勘探中，能够帮助探测地下的矿产资源分布；在军事上，可用于潜艇的导航和定位。
磁性材料的性能和选择对于磁力传感器的性能也有着至关重要的影响。
例如，软磁材料具有高磁导率和低矫顽力，适合用于制作传感器的磁芯，以增强磁场的感应效果；而硬磁材料则具有高矫顽力和高剩磁，常用于制作永久磁铁，为传感器提供稳定的磁场源。
电机磁阻原理的应用实例
电机磁阻原理的应用实例1. 电机磁阻原理介绍电机磁阻原理是指在电机中利用磁阻力来实现转动力的传递和能量转换的原理。
磁阻力是指在磁场中，流经导体的电流受到力的作用而产生的阻力。
电机磁阻原理在电动机控制和驱动系统中具有广泛的应用。
以下是几个应用实例。
2. 电动车电机控制系统电动车电机控制系统是电机磁阻原理的一个重要应用实例。
在电动车中，电机磁阻原理通过控制电机转子磁阻力的大小，来调节电机的转速和转矩。
通过改变电机转子磁阻力的大小，可以实现电动车的加速、制动和恒速巡航等功能。
电动车电机控制系统通常由电机驱动器、电机控制器和传感器等组成。
2.1 电机驱动器电机驱动器是用来控制电机转子磁阻力的设备，通过改变电机驱动器的工作模式和参数，可以实现电机转速和转矩的控制。
电动车中常用的电机驱动器包括直流电机驱动器和交流电机驱动器等。
2.2 电机控制器电机控制器是电动车电机控制系统的核心部件，它通过接收来自传感器的反馈信号，控制电机驱动器的工作状态。
电机控制器可以实现电机的起动、制动、转速调节和转矩控制等功能。
2.3 传感器传感器是用来感知电机和电动车工作状态的装置，在电动车电机控制系统中，传感器通常用来测量电机转子的位置、转速和温度等参数。
传感器将测量结果传输给电机控制器，使其能够实时调整电机的工作状态。
3. 变频器变频器是电机磁阻原理应用的另一个重要实例。
变频器是一种能够改变电机转速和转矩的装置，通过改变电机供电的频率和电压，可以实现电机的调速和转矩控制。
变频器广泛应用于工业生产中的电机驱动系统，可以提高电机运行效率，降低能源消耗。
变频器通常由主电路、控制电路和触摸屏等组成。
主电路用于将电源的交流电转换为电机所需的变频交流电。
控制电路负责接收来自触摸屏和传感器等的输入信息，并根据信息调节主电路的工作状态。
触摸屏用于人机交互，与变频器进行参数设置和故障诊断等操作。
4. 电机传动系统电机传动系统是电机磁阻原理应用的另一个典型实例。
磁力传感技术在机械控制系统中的应用研究与优化计算
磁力传感技术在机械控制系统中的应用研究与优化计算近年来，磁力传感技术在机械控制系统领域得到了广泛的应用和研究。
磁力传感技术作为一种非接触式的测量方法，在提高系统的可靠性和精度方面具有独特的优势。
本文将讨论磁力传感技术在机械控制系统中的应用，并着重探讨其优化计算方法。
首先，我们来了解一下磁力传感技术的原理。
磁力传感技术利用磁场的变化来测量物体的力或位置。
在机械控制系统中，磁力传感器通常通过测量磁场的变化来获取被测物体的信息。
磁力传感器可以根据不同的原理分为多种类型，如霍尔效应传感器、磁敏电阻传感器和磁敏电容传感器等。
这些传感器可以在不同的应用场景下灵活使用，如力控制、位置检测和运动监测等。
在机械控制系统中，磁力传感技术的应用非常广泛。
首先，磁力传感技术可以用于力控制。
通过安装磁力传感器，系统可以实时监测和控制物体所受的力，并根据需要进行调整。
这对于一些需要保持恒定力或控制力变化的应用非常重要，如机械臂、升降平台等。
磁力传感技术的高精度和快速响应能力使得这些应用可以更加稳定和可靠地工作。
其次，磁力传感技术还可以用于位置检测。
通过测量和分析磁场的强度和方向，系统可以准确地确定物体的位置和方向。
这对于一些需要精确定位的应用非常重要，如自动导航系统、机器人运动控制等。
磁力传感技术的高灵敏度和低误差使得这些应用可以实现更加精确的位置控制和导航。
此外，磁力传感技术还可以用于运动监测。
通过测量和分析磁场的变化，系统可以实时监测物体的运动状态，并根据需要进行调整。
这对于一些需要定时监测和调整运动状态的应用非常重要，如制造业中的机械运行状态监测、医疗器械中的体内物体追踪等。
磁力传感技术的高精度和快速响应能力使得这些应用可以更加准确地监测和调整运动状态。
在磁力传感技术的应用研究中，优化计算方法起着重要的作用。
通过优化计算方法，可以提高磁力传感技术的测量精度和稳定性，并降低系统的成本和复杂度。
目前，一些常用的优化计算方法包括传感器校准、数据滤波和信号处理等。
磁阻传感器原理
磁阻传感器原理磁阻传感器是一种利用磁阻效应来检测磁场变化的传感器。
它广泛应用于汽车、工业自动化、消费类电子产品等领域，具有体积小、灵敏度高、成本低廉等优点。
本文将介绍磁阻传感器的工作原理及其应用。
磁阻传感器的工作原理基于磁阻效应，即在外加磁场的作用下，磁阻材料的电阻会发生变化。
磁阻传感器通常由磁阻材料、悬臂梁和电路组成。
当受测磁场作用于磁阻材料时，磁阻材料的电阻发生变化，导致悬臂梁的挠度发生改变，进而引起电路参数的变化。
通过测量电路参数的变化，就可以得知受测磁场的强度、方向等信息。
磁阻传感器有许多种类，包括磁阻电流传感器、磁阻角位移传感器、磁阻线性位移传感器等。
不同类型的磁阻传感器在工作原理上略有差异，但都是基于磁阻效应来实现磁场测量。
磁阻传感器具有许多优点。
首先，磁阻传感器的灵敏度高，可以检测微小磁场的变化。
其次，磁阻传感器的响应速度快，可以实现实时测量。
此外，磁阻传感器体积小、重量轻、功耗低，适合于集成到微型设备中。
最后，磁阻传感器的制造成本较低，易于大规模生产。
磁阻传感器在许多领域有着广泛的应用。
在汽车领域，磁阻传感器常用于发动机的转速测量、车速测量、刹车系统等。
在工业自动化领域，磁阻传感器常用于位置测量、角位移测量等。
在消费类电子产品中，磁阻传感器常用于指南针、陀螺仪等传感器的制造。
总之，磁阻传感器是一种重要的传感器技术，具有灵敏度高、成本低廉等优点，广泛应用于汽车、工业自动化、消费类电子产品等领域。
随着科技的不断发展，磁阻传感器的性能将会得到进一步提升，应用范围也将会更加广泛。
磁阻传感器在力矩限制器中的应用_王海霞
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基于磁阻传感器的非接触式位移测量
基于磁阻传感器的非接触式位移测量
王海霞;马松龄
【期刊名称】《国外电子测量技术》
【年(卷),期】2009()2
【摘要】针对塔机起重力矩监控器中高精度、非接触式的位移测量要求,选用Honeywell公司的磁阻传感器HMC1501实现了位移的精确测量。
该磁阻传感器具有体积小,精度高,抗干扰能力强,可以实现非接触式测量的优点。
并利用BP神经网络对磁阻传感器进行非线性补偿,提高了系统的测量精度、可靠性,而且降低了成本。
【总页数】3页(P28-30)
【关键词】磁阻式传感器;力矩监控器;位移测量;神经网络
【作者】王海霞;马松龄
【作者单位】西安建筑科技大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
【相关文献】
1.基于激光位移传感器的柔性喷管动态摆心非接触测量方法 [J], 张丹阳;夏云峰;李信元;赵亮
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3.基于激光位移传感器的非接触三坐标测量机的设计 [J], 王琦楠;赵丽琴;崔健;王彪;马清艳;卢倩;杨永强
4.基于激光位移传感器的非接触三坐标测量机的设计 [J], 王琦楠;赵丽琴;崔健;王彪;马清艳;卢倩;杨永强
5.基于磁阻原理非接触式位移测量的非线性方法 [J], 尚群立;殷玲玲
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一种制动力矩可分挡的永久磁铁式缓速器
一种制动力矩可分挡的永久磁铁式缓速器
佚名
【期刊名称】《江苏大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2006(27)3
【总页数】1页(P224-224)
【关键词】永久磁铁;制动力矩;缓速器;实用新型专利;江苏大学;制动装置;操作机构;结构紧凑;保持架;输出轴
【正文语种】中文
【中图分类】TM273;TD534
【相关文献】
1.转筒式电涡流缓速器制动力矩计算方法 [J], 杨效军;何仁;沈海军
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3.盘式永磁缓速器制动力矩分析及样机测试 [J], 陈德民;梁彦涵
4.一种新的鼓式永磁缓速器制动力矩数值分析方法 [J], 陈德民;梁彦涵
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HMC2003磁阻传感器在钻孔测斜仪中的应用
・ 石油与钻掘工程 ・
HMC2003 磁阻传感器在钻孔测斜仪中的应用
王 岚 ,代粉蕾
( 煤炭科学研究总院西安研究院 ,陕西 西安 710054)
摘 要 : 介绍了霍尼韦尔公司 HMC2003 三轴磁阻传感器混合电路 ,以及其作为方位角传感器在测斜 仪中的工作原理 、 计算方法和误差补偿算法 。通过实验证明 ,该传感器的使用效果优于传统磁通门设 计 ,提高了仪器的抗震性与可靠性 ,具有良好的精度 ,缩小了仪器体积 。 关键词 : 钻孔测斜仪 ; 磁阻传感器 ; 方位角 中图分类号 : TU197 文献标识码 :B 文章编号 :1004 — 5716 ( 2008) 06 — 0052 — 03 钻孔测斜是地球物理测井技术的重要组成部分 。 近年来随着煤矿开采技术水平的进步 ,钻孔测斜技术在 煤矿生产 、 建井工程及工程施工等方面发挥着越来越重 要的作用 ,钻孔测斜技术的研究也日益受到重视 。所谓 钻孔测斜技术 ,就是采用某种测量方法和仪器相结合 , 测量钻孔轴线在地下空间的坐标位置 。现代钻孔测斜 技术是通过测量钻孔测点的顶角 、 方位角 、 工具面向角 和孔深 ,经过计算可知测点的空间坐标位置 , 经过多点 测量 ,从而得到所打钻孔的轨迹 ,以便及时纠偏 ,缩小钻 孔预定轨迹和实际轨迹的误差[ 1 ] 。测量钻孔方位角基 本技术原理是通过测量地磁场的变化从而定位 。传统 测斜仪长期以来采用磁通门测量方位角 ,该传感器的可 靠性较差 ,难以满足井下作业现场的使用条件 , 阻碍了 钻 孔 测 斜 技 术 的 发 展 。而 霍 尼 维 尔 公 司 生 产 的 HMC2003 三轴磁阻传感器 , 从体积 、 抗跌落和抗震动 等各项指标上均远远优于磁通门 ,将其作为方位角传感 器应用于钻孔测斜仪中能大大提高仪器的可靠性 ,从而 实现在定向钻进导向测量方面的技术领先 。 1 HMC2003 磁阻传感器 HMC2003 是美国霍尼维尔公司生产的一种用于 测量低磁场强度的三轴磁阻传感器混合电路组件 ,它由 三个坡莫合金磁阻传感器和定制接口电子设备构成 ,并 含有灵敏度温度补偿电路 。混合电路为 6 至 15V 单电 源操作 ,并带有 + 2. 5V 基准电压 , 每个 X , Y , Z 轴都有 μ～ ± 模拟输 出 可 用 , 可 检 测 的 磁 场 强 度 范 围 为 40 μGs ,工作温度范围在 - 40 ℃～ 85 ℃。传感器的磁敏 2 感方向分别沿着双列直插混合电路的长 , 宽 , 高 ( XYZ) 三个方向 。X 、 Y、 Z 磁传感器桥路与仪表放大器相连 , 输出 0 ～ 5V 的信号 。0 高斯对应着 2. 5V 输出 ( 典型 值) ,该电压由参考电压 Vref 决定 。地球磁场通常为
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B! 实 际 应 用
图 C! 硬 件 电 路 图
位移传 感 器 采 用 ,347AO7KK公 司 的 磁 阻 传 感 器芯片 ,D-&)"& 和 磁 钢 组 成%,D-&)"& 具 有 高 分辨率和低功耗的特点#因为工作于磁饱和状态#
将该 测 量 系 统 安 装 在 Y+L)"&! 塔 机 上 进 行 试 验%Y+L)"&! 塔 机 额 定 起 重 力 矩 !7 R*’"Z:T# 分别选 取 额 定 起 重 力 矩 !7的 &""[$#"[$*"[ 等多点进行测量#得到多组 !E& 数 据 !见 表 &"% 选取 ’ 组 值 代 入 式 !!"# 求 出 系 数 ’$(&$(!$ ((的值% 经 比 较 选 取 第 &$)$# 和 && 组 数 据 拟 合 出 曲 线 # 拟 合 程 度 较 好 # 见 图 0%
本文采 用 位 移 传 感 器 直 接 检 测 弓 形 板 位 移# 通过位移 传 感 器 的 输 出 与 起 重 力 矩 的 一 一 对 应 关 系#计算出起重 力 矩 值% 位 移 传 感 器 选 用 了 ,34. 7AO7KK公司开发的 ,D-&)"&磁阻 传 感 器#该传 感 器具 有 体 积 小$精 度 高$稳 定 性 好$可 靠 性 高$ 重复性 好$ 抗 干 扰 能 力 强$ 易 于 安 装$ 可 实 现 无 接触测量等特点%
表示位移传感器的输出电压为& 时的力矩值%工
程应用中一般取(阶#通过检测标定’个点就可计
算出’$(&$(!$((% 标 定 时 用 ’ 个 不 同 的 起 重 力矩值 !&$!!$!($!’# 位 移 传 感 器 测 出 ’ 个 相对位 移 电 压 值 &&$&!$&($&’# 把 ’ 次 起 吊 的 ! 值和& 值代入 !&" 式#得
传感器与磁钢的相对位置如图!所示#传感 器 安 装 在 $E% 平 面 上 # 磁 钢 的 :EJ 极 方 向 与 传感器轴垂直#磁钢沿 $ 轴方向移动%传感器的 输出电压与位移的关系如图(所示#其输出电压 的最大值与最小值之间的区域是可利用的#从图 中可以看 出#该 区 域 的 线 性 强 于 标 准 正 弦 函 数% 使 用 )U 电 源 时 # 传 感 器 有 &!"TU 的 满 量 程 输 出%用一 个 传 感 器#可 测 量 的 线 性 范 围 能 达 到 !)$’TT 左 右 %
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!收 稿 日 期 "!""#E"&E"’ !基金项目" 陕西省教育厅专项科研计划项目 "编号"!PQ&"%$ !通讯地址" 王 海 霞! 西 安 市 雁 塔 路 &( 号 西 安 建 筑 科 技 大 学 &( 号 信 箱
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磁阻传感器在力矩限制器中的应用
王海霞! 马松龄! 张永超 "西安建筑科技大学!机电工程学院! 陕西!西安!0&"")’$
!摘要"!利用塔机起重力矩与力矩限制器 弓 板 位 移 量 之 间 的 函 数 关 系#通 过 测 量 弓 板 位 移 就 可 实 现 起 重力矩实时监测%应用高精度$非接触式位移测量方法#用磁阻位移传感器设计了塔机起重力矩的实时监 测系统%该系统测量精度高$简单易用$成本低%
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控制技术
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来确定起 重 力 矩# 用 几 个 点 的 测 量 值 拟 合 出 一 条
近似表达 曲 线# 实 施 的 办 法 是 用 幂 级 数 多 项 式 把
ห้องสมุดไป่ตู้
曲线函数展开%设
!!&"R’V(&&V(!&!V*()&)V* !&" 其中& 表 示 位 移 传 感 器 的 输 出 电 压#! !&"
8! 磁 阻 传 感 器 的 工 作 原 理
对于强磁 性 金 属 !铁$ 钴$ 镍 及 其 合 金 "# 当 外加磁场 平 行 于 磁 体 内 部 磁 化 方 向 时# 电 阻 几 乎 不随外加 磁 场 而 变’ 当 外 加 磁 场 偏 离 金 属 的 内 磁 化方向时#金 属 的 电 阻 减 小# 这 就 是 各 向 异 性 磁 电阻效应%
,D-&)"&是 ,347AO7KK公司开 发 的 磁 阻 传 感 器#是由磁 阻 合 金 薄 膜 组 成 的 惠 斯 通 桥 电 阻 电 路 !如图&"%当电阻中有电流 流 过时#在 电 桥 上 施 加 一个偏置磁场 !#使得!个相对放置的电阻的磁
图8!>?@ 电桥
化方向朝 着 电 流 方 向 转 动# 从 而 引 起 电 阻 阻 值 的 增加’另外!个相对放置的电阻的磁化方向背向电 流方向转动# 从 而 引 起 电 阻 阻 值 减 小% 当 外 部 磁 场的磁场强度 大 于 *" 高 斯 时# 磁 场 饱 和# 磁 阻 传 感器只对 所 加 磁 场 的 方 向 敏 感% 当 它 工 作 在 饱 和 模式下#外加磁场方向变化时#’ 个 桥 臂 电 阻 阻 值 改变#电桥平衡被打破#从而产生桥路电压输出%
这个函数关系固化到微控制器内部#每对应一个&
值#会自动求出 一 个 ! !&" 值# 从 而 解 决 了 在 线
监测中的非线性问题%
该方法 的 优 点 是 测 试 点 少#所 需 硬 件 存 储 容
量小#系数调整容易’其缺点是选定测点难度大#
要有一定 经 验%要 用 几 个 点 近 似 描 绘 一 条 曲 线#
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图 E! 测 量 值 与 拟 合 曲 线 !参 考 文 献 "
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点的选取非 常 重 要# 过 于 分 散 或 集 中# 未 选 中 特
征值点 !极值$峰值点"#都会造成较大误差%
A! 测 量 系 统 的 组 成
所以它对磁钢的温度$外部的冲击和振动不敏感% 采用钕 铁 硼 永 磁 矩 形 磁 钢# 尺 寸 为 !)W&!$&)W &!$&)TT#与传 感 器 的 间 距 为 &!$&)TT# 可 测 量 位移 达 到 !)TT# 精 度 达 到 "$"&TT# 满 足 实 际 要求%
图 D! 信 号 调 理 电 路
模数转换器选用&%位的 9)X 转换器#可 保证 位移测量的精度要求%
传感器 的 输 出 信 号 经 信 号 调 理 放 大 后# 通 过 9)X 转换器转 换 为 数 字 量# 送 入 微 处 理 器# 并 通 过数字滤 波 来 消 除 干 扰# 最 后 计 算 出 起 重 力 矩 值 并显示%
+&, 谢长宇 #尹苟保$ 大型 塔 机 安 全 监 控 系 统 的 研 制 +P,# 建 设 机 械 技 术 与 管 理 #!""&$
+!, 贾永峰 #谷 立 臣$ 基 于 函 数 型 连 接 神 经 网 络 的 塔 机 起 重力矩测量方法 +P,$ 建筑机械#!"")#!)"$
9! 弓 板 式 力 矩 限 制 器 的 原 理
弓板式力 矩 限 制 器 由 调 节 螺 母$ 螺 钉$ 限 位 开关及起变形作用的放大板等组成#如图’所示% 它是基于 塔 机 设 计 时 考 虑 的 等 力 矩 原 理# 通 过 测 取一个变 形 信 号 达 到 控 制 起 重 力 矩 的 目 的# 而 不 用分别测 起 重 量 和 幅 度 再 进 行 运 算 合 成% 塔 机 工 作时#塔帽 主 弦 杆 受 到 不 断 的 拉 伸 和 压 缩 而 产 生 变形#这个变 形 一 般 都 在 几 毫 米 范 围 内 波 动# 而 弓形板的 主 要 功 能 是 将 变 形 信 号 放 大# 即 纵 向 的 少量变形 转 化 为 横 向 较 大 变 形# 再 将 变 形 位 移 作 用于微动开 关% 当 载 荷 超 过 额 定 值 时# 主 弦 杆 的 变形通过 弓 形 板 的 放 大 作 用# 使 螺 钉 压 迫 限 位 开 关的触头# 从 而 切 断 起 升 机 构 与 变 幅 机 构 的 控 制 电源#使塔机停止向不安全方向运动%
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