磁电式检测元件_检测技术
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dS v dB dl r Sv B l
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 1 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
T
B/T 霍尔电压与磁感应强度B的关系 霍尔电压与控制电流的关系
第八节 磁电式检测元件
霍尔集成器件 霍尔集成器件是将霍尔元件、放大器、施 密特触发器以及输出电路通过集成化制作 工艺构成独立器件
霍尔线性集成器件
霍尔开关器件
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
检测元件的电流灵敏度Si和电压灵敏度Sv为：
io NBl Si dx Ri RL dt uo NBlR L Sv dx Ri RL dt
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
磁电式检测元件是通过电磁原理将被测物 理量转换成电信号的一种检测元件 利用电磁感应定律，将被测量转变成感应 电动势而进行测量 线圈中感应电动势e 的大小，取决于匝数N 和穿过线圈的磁通变化率
一、磁电感应式检测元件
第八节 磁电式检测元件
磁通变化率是由磁场强 d e N 度、磁路磁阻及线圈的 dt 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
dS dB dl dRi r S B l Ri
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 S v NBl 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一般采用 Nhomakorabea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
线速度型 角速度型
e NBlv e NBA
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
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
e
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
e iO Ri R L
eRL uO Ri RL
第八节 磁电式检测元件
此电势为
IB IB RH K H IB ned d 1 RH 称为霍尔系数 ne UH
I x B z
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
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 1 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
T
B/T 霍尔电压与磁感应强度B的关系 霍尔电压与控制电流的关系
第八节 磁电式检测元件
霍尔集成器件 霍尔集成器件是将霍尔元件、放大器、施 密特触发器以及输出电路通过集成化制作 工艺构成独立器件
霍尔线性集成器件
霍尔开关器件
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
检测元件的电流灵敏度Si和电压灵敏度Sv为：
io NBl Si dx Ri RL dt uo NBlR L Sv dx Ri RL dt
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
磁电式检测元件是通过电磁原理将被测物 理量转换成电信号的一种检测元件 利用电磁感应定律，将被测量转变成感应 电动势而进行测量 线圈中感应电动势e 的大小，取决于匝数N 和穿过线圈的磁通变化率
一、磁电感应式检测元件
第八节 磁电式检测元件
磁通变化率是由磁场强 d e N 度、磁路磁阻及线圈的 dt 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
dS dB dl dRi r S B l Ri
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 S v NBl 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一般采用 Nhomakorabea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
线速度型 角速度型
e NBlv e NBA
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
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
e
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
e iO Ri R L
eRL uO Ri RL
第八节 磁电式检测元件
此电势为
IB IB RH K H IB ned d 1 RH 称为霍尔系数 ne UH
I x B z
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