第7章磁电式传感器 当线圈的运动速度与图7-3所示方向相反时,感生电势 E、线圈感应电流反向,所产生的附加磁场方向与工作磁场 同向,从而增大了传感器的灵敏度。其结果是线圈运动速度 方向不同时,传感器的灵敏度具有不同的数值,使传感器输 岀基波能量降低,谐波能量增加。即这种非线性特性同时伴 随着传感器输出的谐波失真。显然,传感器灵敏度越高,线 圈中电流越大,这种非线性越严重 为补偿上述附加磁场干扰,可在传感器中加入补偿线圈, 如图7-2(a)所示。补偿线圈通以经放大K倍的电流,适 当选择补偿线圈参数,可使其产生的交变磁通与传感线圈本 身所产生的交变磁通互相抵消,从而达到补偿的目的
第7章 磁电式传感器 当线圈的运动速度与图7 - 3所示方向相反时, 感生电势 E、 线圈感应电流反向, 所产生的附加磁场方向与工作磁场 同向, 从而增大了传感器的灵敏度。其结果是线圈运动速度 方向不同时, 传感器的灵敏度具有不同的数值, 使传感器输 出基波能量降低, 谐波能量增加。即这种非线性特性同时伴 随着传感器输出的谐波失真。显然，传感器灵敏度越高, 线 圈中电流越大, 这种非线性越严重。 为补偿上述附加磁场干扰, 可在传感器中加入补偿线圈, 如图7 - 2（a）所示。 补偿线圈通以经放大K倍的电流, 适 当选择补偿线圈参数, 可使其产生的交变磁通与传感线圈本 身所产生的交变磁通互相抵消, 从而达到补偿的目的
第7章磁电式传感器 +E 图7-3传感器电流的 磁场效应
第7章 磁电式传感器
第7章磁电式传感器 2.温度误差 当温度变化时,式(7-7)中右边三项都不为零,对铜线而 言每摄氏度变化量为dL/L≈0.167×10-4,dR/R≈043×102 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,dBB≈002×102,这样由式(7-7)可得近似值 t≈(-4.5%)/10℃ (7-8) 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。当温度升高时,热磁分流器的磁导率显著下降, 经它分流掉的磁通占总磁通的比例较正常工作温度下显著降 低,从而保持空气隙的工作磁通不随温度变化,维持传感器灵 敏度为常数
第7章 磁电式传感器 2. 当温度变化时, 式（7 -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≈0.167×10-4 , 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(7 - 7)可得近似值: γt ≈(-4.5%)/10 ℃ (7 - 8) 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。当温度升高时, 热磁分流器的磁导率显著下降, 经它分流掉的磁通占总磁通的比例较正常工作温度下显著降 低, 从而保持空气隙的工作磁通不随温度变化, 维持传感器灵 敏度为常数
第7章磁电式传感器 三、磁电感应式传感器的测量电路 磁电式传感器直接输出感应电势,且传感器通常具有较高 的灵敏度,所以一般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7-4为一般测量电路方框图 四、磁电感应式传感器的应用 1.动圈式振动速度传感器 图7-5是动圈式振动速度传感器结构示意图。其结构主 要由钢制圆形外壳制成,里面用铝支架将圆柱形永久磁铁与外 壳固定成一体,永久磁铁中间有一小孔,穿过小孔的芯轴两端 架起线圈和阻尼环,芯轴两端通过圆形膜片支撑架空且与外壳 相连
第7章 磁电式传感器 三、 磁电感应式传感器的测量电路 磁电式传感器直接输出感应电势, 且传感器通常具有较高 的灵敏度, 所以一般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 7 - 4 为一般测量电路方框图 四、 磁电感应式传感器的应用 1. 图 7 - 5 是动圈式振动速度传感器结构示意图。 其结构主 要由钢制圆形外壳制成, 里面用铝支架将圆柱形永久磁铁与外 壳固定成一体, 永久磁铁中间有一小孔, 穿过小孔的芯轴两端 架起线圈和阻尼环, 芯轴两端通过圆形膜片支撑架空且与外壳 相连
第7章磁电式传感器 微分电路 显示 磁电式 传感器 量程选择 前置放大}积分电路 主放大器一或 记录 图7-4磁电式传感器测量电路方框图
第7章 磁电式传感器