4.6 4.6 磁电式传感器磁电式传感器将被测物理量转换为感应电动势的一种传感器。将被测物理量转换为感应电动势的一种传感器。当一个当一个N匝线圈相对处于随时间变化的磁场中，当穿过匝线圈相对处于随时间变化的磁场中，当穿过它的磁通量它的磁通量 发生变化时，线圈产生的感应电动势发生变化时，线圈产生的感应电动势 磁电式传感器是利用电磁感应原理，将运动速度、位移等物理磁电式传感器是利用电磁感应原理，将运动速度、位移等物理量转换成线圈中的感应电动势输出。量转换成线圈中的感应电动势输出。工作时不需要外加电源，可直接将被测物体的机械能转换为电工作时不需要外加电源，可直接将被测物体的机械能转换为电量输出。是典型的有源传感器。量输出。是典型的有源传感器。 特点：输出功率大，稳定可靠，可简化二次仪表，但频率响特点：输出功率大，稳定可靠，可简化二次仪表，但频率响应低。通常在应低。通常在101000HZ适合作机械振动测量、转速测量。适合作机械振动测量、转速测量。传感器尺寸大、重。传感器尺寸大、重。1传感器技术磁电式传感器根据以上原理，磁电式传根据以上原理，磁电式传感器在结构上可以分为动感器在结构上可以分为动圈式和磁阻式两类。圈式和磁阻式两类。磁通磁通 的变化率与磁场强度的变化率与磁场强度 、磁路磁阻、磁路磁阻 、线圈的运动、线圈的运动速度有关，改变其中一个因素，都会改变线圈的输出感应电动速度有关，改变其中一个因素，都会改变线圈的输出感应电动势。势。2传感器技术磁电式传感器1 1 动圈式磁电传感器动圈式磁电传感器在永久磁铁产生的恒定磁场内，放置一个可动线圈，当线在永久磁铁产生的恒定磁场内，放置一个可动线圈，当线圈在磁场中作直线运动或旋转运动时，所产生的感应电动圈在磁场中作直线运动或旋转运动时，所产生的感应电动势势e为为 ：这类传感器的基本这类传感器的基本形式是速度传感器，形式是速度传感器，能直接测量线速度能直接测量线速度或角速度或角速度 。3传感器技术磁电式传感器动圈磁电式传感器的等效电路：动圈磁电式传感器的等效电路：等效电路的输出： 磁电式传感器的工作原理是可逆的，作为测速传感器，它工作磁电式传感器的工作原理是可逆的，作为测速传感器，它工作于发电机状态，常称为测速电机。于发电机状态，常称为测速电机。 若在线圈上加以交变激励电压，则线圈就在磁场中运动，称为一若在线圈上加以交变激励电压，则线圈就在磁场中运动，称为一个激振器（电动机状态）。个激振器（电动机状态）。线圈线圈 Rc甚小，可忽略，如果不使用特别加长电缆时，甚小，可忽略，如果不使用特别加长电缆时，Cc可忽略，可忽略，如果如果 时：时：4传感器技术磁电式传感器2 2 磁阻式磁电传感器磁阻式磁电传感器测量齿轮由导磁材料制成，安测量齿轮由导磁材料制成，安装在被测旋转体上，随之一起装在被测旋转体上，随之一起转动，每转过一个齿，传感器转动，每转过一个齿，传感器磁路磁阻变化一次，线圈产生磁路磁阻变化一次，线圈产生的感应电动势的变化频率的感应电动势的变化频率f(r/s)等于测量齿轮上齿轮的等于测量齿轮上齿轮的齿数齿数N和转速的和转速的 (r/min) n乘乘积。积。 磁阻式磁电传感器使用方便，结构简单，在不同场合下可用来磁阻式磁电传感器使用方便，结构简单，在不同场合下可用来测量转速、偏心量、振动等测量转速、偏心量、振动等,产生感应电动势的频率作为输出，产生感应电动势的频率作为输出，而电势的频率取决于磁通变化的频率而电势的频率取决于磁通变化的频率。磁阻式传感器其线圈和磁铁彼此不做相对运动，由运动着的物体（导磁材料）来改变磁路的磁阻，从而引起磁力线增强或减弱，使线圈产生感应电动势。5传感器技术磁电式传感器3 3 磁电式传感器应用磁电式传感器应用 图4-45 话筒 图4-46 测速电机 图4-47 动圈式传声器 6传感器技术磁电式传感器