第五章磁电式传感器 山东理工大学机械学院 A向 图54磁电感应式扭矩仪结构示意图 1一弹性轴2一线圈和线圈架3一壳体4一内 齿轮5一永久磁铁6一外齿轮
第五章 磁电式传感器 山东理工大学机械学院
第五章磁电式传感器 山东理工火学机械学院 当被测轴无外加扭矩时，扭转角为零，若转轴以一定角 速度旋转，则两个传感器输出相位差为180°的两个近似 正弦波感应电动势。 >被测轴感受扭矩时，轴的两端产生扭转角49， 因此两个 传感器输出的两个感应电动势将因扭矩而有附加相位 差△中。扭转角与感应电动势相位差的关系为 △中=z△0 >经测量电路，将相位差转换成角度差，就可测出扭矩
第五章 磁电式传感器 山东理工大学机械学院 ➢ 当被测轴无外加扭矩时，扭转角为零， 若转轴以一定角 速度旋转，则两个传感器输出相位差为180°的两个近似正 弦波感应电动势。 ➢ 被测轴感受扭矩时，轴的两端产生扭转角 ，因此两个传 感器输出的两个感应电动势将因扭矩而有附加相位差 。 扭转角与感应电动势相位差的关系为 ➢ 经测量电路，将相位差转换成角度差，就可测出扭矩。 = z
第五章磁电式传感器 山东理工大学机械学院 T= (5-2） z 式中 弹性轴材料的剪切 弹性模量； I- 弹性轴的极惯性 矩； 1一产生扭转角的轴向 长度； 传感器定子（转 子)的齿数
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第五章磁电式传感器 山东理工火学机械学院 第二节霍尔式传感器 ●定义：霍尔式传感器是基于霍尔效应原理而将被测量，如 电流、磁场、位移、压力、压差、转速等转换成电动势输 出的一种传感器。 ●特点： >不足：转换率较低，温度影响大，要求转换精度较高 时必须进行温度补偿； >优点：结构简单，体积小，坚固，频率响应宽（从直 流到微波)，动态范围（输出电动势的变化）大，无 触点，使用寿命长，可靠性高，易于微型化和集成电 路化
第五章 磁电式传感器 山东理工大学机械学院 第二节霍尔式传感器 ⚫ 定义：霍尔式传感器是基于霍尔效应原理而将被测量，如 电流、磁场、位移、压力、压差、转速等转换成电动势输 出的一种传感器。 ⚫ 特点： ➢不足：转换率较低，温度影响大，要求转换精度较高 时必须进行温度补偿； ➢优点：结构简单，体积小，坚固，频率响应宽（从直 流到微波），动态范围（输出电动势的变化）大，无 触点，使用寿命长，可靠性高，易于微型化和集成电 路化
第五章磁电式传惑器 山东理工大学机械学院 工作原理与特性 (一)霍尔效应 定义：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在 垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象 称为霍尔效应。 原理分析： >N型半导体薄片，磁感应强度为B的磁场方向垂直于薄 片，在薄片左右两端通以电流1； >电子在磁场力「（洛仑兹力）而发生偏转，在前后端面间 形成电场，电场力F阻止电子继续偏转： >F与F相等时，电子积累达到动态平衡。这时，在半导 体前后两端面之间建立电场，称为霍尔电场EH,相应 的电动势就称为霍尔电动势UH
第五章 磁电式传感器 山东理工大学机械学院 一、工作原理与特性 （一）霍尔效应 定义：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在 垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象 称为霍尔效应。 原理分析： ➢ N型半导体薄片，磁感应强度为B的磁场方向垂直于薄 片，在薄片左右两端通以电流I； ➢电子在磁场力FL (洛仑兹力)而发生偏转，在前后端面间 形成电场，电场力FE阻止电子继续偏转； ➢FE与FL相等时，电子积累达到动态平衡。这时，在半导 体前后两端面之间建立电场，称为霍尔电场EH，相应 的电动势就称为霍尔电动势UH