BALUFF    BES516-300-S162-S4-D    傳感器

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張黔豫 180 6446 5927 

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磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入的運動速度轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電勢輸出。它直接將被測物體的機械能量轉(zhuǎn)換成電信號輸出，工作不需要外加電源，是一種典型的無源傳感器。由于這種傳感器輸出功率較大，因而大大地簡化了配用的二次儀表電路。磁電式傳感器有時也稱作電動式或感應(yīng)式傳感器， 它只適合進行動態(tài)測量。由于它有較大的輸出功率，故配用電路較簡單;零位及性能穩(wěn)定;利用其逆轉(zhuǎn)換效應(yīng)可構(gòu)成力(矩)發(fā)生器和電磁激振器等。根據(jù)這一原理，可以設(shè)計成變磁通式和恒磁通式兩種結(jié)構(gòu)型式，構(gòu)成測量線速度或角速度的磁電式傳感器。圖1所示為分別用于旋轉(zhuǎn)角速度及振動速度測量的變磁通式結(jié)構(gòu)。

磁電感應(yīng)式傳感器有兩個基本元件組成:一個是產(chǎn)生恒定直流磁場的磁路系統(tǒng)，為了減小傳 感器體積，一般采用永久磁鐵;另一個是線圈，由它與磁場中的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng) 電動勢與磁通變化率或者線圈與磁場相對運動速度成正比，因此必須使它們之間有一個相對運 動。作為運動部件，可以是線圈，也可以是永久磁鐵。所以，必須合理地選擇它們的結(jié)構(gòu)形式、 材料和結(jié)構(gòu)尺寸.以滿足傳感器的基本性能要求。對于慣性式傳感器，具體計算時，一般是先根據(jù)使用場合、使用對象確定結(jié)構(gòu)形式和體積大 小(即輪廓尺寸)，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)大小初步確定磁路系統(tǒng)，計算磁路以便決定磁感應(yīng)強度B。這樣，由技術(shù)指標給定的靈敏度S值以及確定的B值，由S = e/v= BιN即可求得線圈的匝數(shù)N。因為 在確定磁路系統(tǒng)時，氣隙的尺寸已經(jīng)確定了，線圈的尺寸也已確定，亦即 ι已經(jīng)確定。根據(jù)這些 參數(shù)，便可初步確定線圈導(dǎo)線的直徑d。從提高靈敏度的角度來看，B值大，S值也大，因此磁路 結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)大些。只要結(jié)構(gòu)尺寸允許，磁鐵可盡量大些，并選擇B值大的永磁材料，匝數(shù)N也可 取得大些。當(dāng)然具體計算時導(dǎo)線的增加也是受其他條件制約的，各參數(shù)的選擇要統(tǒng)一考慮，盡量從優(yōu)。

前已指出磁電式傳感器具有雙向轉(zhuǎn)換特性，其逆向功能同樣可以利用。如果給速度傳感器的線圈輸入電量，那么其輸出量即為機械量。在慣性儀器--陀螺儀與加速度計中廣泛應(yīng)用的動圈式或動鐵式直流力矩器就是上述速度傳感器的逆向應(yīng)用。它在機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)實驗中是非常重要的設(shè)備，用以獲取機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)參數(shù)，如共振頻率、剛度、阻尼、振動部件的振型等。除上述應(yīng)用外，磁電式傳感器還常用于扭矩、轉(zhuǎn)速等測量。利用諧振元件把被測參量轉(zhuǎn)換為頻率信號的傳感器，又稱頻率式傳感器。當(dāng)被測參量發(fā)生變化時，振動元件的固有振動頻率隨之改變，通過相應(yīng)的測量電路，就可得到與被測參量成一定關(guān)系的電信號。70年代以來諧振式傳感器在電子技術(shù)、測試技術(shù)、計算技術(shù)和半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來。其優(yōu)點是體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、分辨率高、精度高以及便于數(shù)據(jù)傳輸、處理和存儲等。按諧振元件的不同，諧振式傳感器可分為振弦式、振筒式、振梁式、振膜式和壓電諧振式等(見振弦式傳感器、振筒式傳感器、振梁式傳感器、振膜式傳感器、石英晶體諧振式傳感器)。諧振式傳感器主要用于測量壓力，也用于測量轉(zhuǎn)矩、密度、加速度和溫度等。