速度及加速度检测—磁电式速度传感器

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2）温度误差 当温度变化时，式（5-7）中右边三项都不为零，
对铜线而言每摄氏度变
化量为dL/L≈0.157×10-4，
dR/R≈0.43×10-2，dB/B每摄氏度的变化量取决于永久磁铁的
磁性材料。对铝镍钴永久磁合金，dB/B≈-0.02×10-2，这样由
式（5-7）可得近似值：
这一数值是很可观的，所以需要进行温度补偿。补偿通常采 用热磁分流器。热磁分流器由具有很大负温度系数的特殊磁性材 料做成。它在正常工作温度下已将空气隙磁通分路掉一小部分。
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用于测速的传感器， 一般使用变磁通式磁电 传感器。 磁电转速传感器工作示意图
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二、
当测量电路接入磁电传感器电路中, 磁电传感 器的输出电流Io为
I0
E R Rf
B0 Lwv R Rf
式中: Rf ——测量电路输入电阻; R—— 线圈等效电阻。
传感器的电流灵敏度为:
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三、 磁电感应式传感器测量电路
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图5-4 磁电感应式传感器测量电路方框图 磁电式传感器直接输出感应电动势，且传感器通常具有
较高的灵敏度，不需要高增益放大器。但磁电式传感器是速 度传感器，若要获取被测位移或加速度信号，则需要配用积 分或微分电路。图5-4为一般测量电路方框图。
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磁电感应式传感器测量电路位移、速度和加速度测 量电路如上图所示。
四、应用实例
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石油地震检波器
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磁电式车速传感器
测速电机
总结
1、磁电感应式传感器的的工作原理。
2、磁电感应式传感器的特性。
3、磁电感应式传感器的典型应用举 例。
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作业
阐明磁电式振动速度传感器的 工作原理，并说明引起其输出特性 非线形的原因。
项目6 速度及加速度检测—磁电式速度传感器 测量转速
电子工程系—自动检测技术教研组
主要内容：
一、磁电感应式传感器的工作原理 二、磁电感应式传感器的基本特性 三、磁电感应式传感器测量电路 四、应用实例 五、实训 机床转轴的转速检测
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在各种车辆的运转、机械设备的运行 中，都需要对转速进行检测。
开磁路式由固定不动的永久磁铁、感应线圈、软 磁铁和外壳等组成。齿轮安装在被测转轴上并随转轴 一起转动。
闭磁路式由内外齿轮、线圈和永久磁铁等组成。
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变磁通式磁电转速传感器的结构图
（a）开磁路式
（b）闭磁路式
1-齿轮；2-线圈；3-软磁铁；4-永久磁铁；5-外齿轮；6-内齿轮
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开磁路变磁通式转速传感器
而传感器的输出电压和电压灵敏 度分别为:
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当传感器的工作温度发生变化或受到外界磁场干扰、 机械振动或冲击时，其灵敏度将发生变化而产生测量误 差。相对误差为
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磁电式传感器在使用时存在误差，主要为非线性误 差和温度误差。 1) 非线性误差 磁电式传感器产生非线性误差的主要原 因是：由于传感器线圈内有电流I流过时，将产生一定的 交变磁通ΦI，此交变磁通叠加在永久磁铁所产生的工作 磁通上，使恒定的气隙磁通变化如图5-3所示。
产生磁场的永久磁铁和线圈都固定
不动，通过磁通Φ的变化产生感应 电动势e。常用于角速度的测量。
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恒磁通 式
工作气隙中的磁通保持不变，线圈 相对永久磁铁运动，并切割磁力线 而产生感应电势。
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动圈式磁电感应式传感器可以分为线速度型 和角速度型
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磁电式转速传感器根据磁路的不同，分成开磁路 式和闭磁路式两种。
磁电式传感器也称电磁感应传感器，它是基于电磁 感应的传感器。通过磁电作用将被测量（如振动、转速 、扭矩）转换成电势信号。
利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出感 应电势；属于机-电能量变换型传感器。
优点:
不需要供电电源，电路简单，
性能稳定，输出阻抗小
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磁电传感器的外形图
一、磁电式传感器的工作原理
五 、实训任务
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磁电传感器用于机床转轴的转速检测
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任务要求：
在各种车辆的运转、机械设备的运行中，都需要对转 速进行检测。
1、测出闭磁路式的最 低下限工作频率和开磁路式的 最低下限工作频率及传感器输出的波形。
2、调整转速时记录磁电式转速度传感器输出电压幅 值。
目标要求:
1、掌握磁电传感器的特点和用途； 2、学会磁电式传感器测量电路的设计； 3、掌握选用这类传感器的方法和要点； 4、进一步提高锡焊技能； 5、进一步提高检测电路调试能力；
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磁电式传感器的工作原理是基于法拉第电磁感应 原理。当匝数为N的线圈在磁场中运动而切割磁力 线，或通过闭合线圈的磁通量ф发生变化时，线 圈中将产生感应电势e
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磁电式传感器的分类
按工作原理不同，磁电感应式传感器可分为恒定磁通式 和变磁通式，即动圈式传感器和磁阻式传感器。
变磁通 式
安装时把永久磁铁产生的磁力线所通过的软磁铁端 部对准齿轮的齿顶。当齿轮旋转时，齿的凹凸使空气 间隙产生变化，从而使磁路磁阻变化，引起通量变化 ，而产生感应电动势。
闭磁路变磁通式转速传感器
闭磁路变磁通式转速传感器的内外齿轮的齿数相 同，它被安装在被测轴上，内齿轮与被测轴一起旋转 ，外齿轮不动，由于内外齿轮的相对运动使磁路间隙 发生变化，从而在线圈中产生交变的感应电势。