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1、3.6 磁电式传感器（一）工作原理（一）工作原理 根据法拉第电磁感应定律，N匝线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电动势e的大小决定于穿过线圈的磁通量的变化率，即 磁通变化率d/dt与磁场强度、磁路磁阻、线圈的运动速度有关，故若改变其中一个因素，都会改变线圈的感应电动势。dtdNe（二）磁电式传感器的分类（二）磁电式传感器的分类 由上述工作原理可知，磁电感应式传感器只适用于动态测量。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。（1）动圈式磁电传感器（恒定磁通）这类传感器的基本形式是速度传感器，能直接测量线速度或角
2、速度。如果在其测量电路中接入积分电路或微分电路，那么还可以用来测量位移或加速度。3.6 磁电式传感器3.6 磁电式传感器（a）线速度型线圈作直线运动，它所产生感应电动势 式中B 磁场的磁感应强度（T）；l 单匝线圈有效长度（m）；v 线圈与磁场的相对运动速度（m/s）；线圈运动方向与磁场方向的夹角。当传感器结构一定，即 N、B 和l 均为常数，感应电动势与线圈运动速度 成正比。根据该原理可设计出各种线速度传感器。sinNBlve 3.6 磁电式传感器（b）角速度型线圈作旋转运动，其上产生的感应电动势 式中 k 与结构有关的系数，k 1；线圈与磁场相对角速度（rad/s）；A 单匝线圈的截面积（
3、m2）。此式表明，当 N、B、A和k（传感器结构已定）均为常数时，感应电动势与角速度成正比。kNBAe 3.6 磁电式传感器（c）传感器的等效电路及测量电路（2）磁阻式磁电传感器（变磁通式）用导磁材料制成的物体运动时，改变磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈的磁通量，使线圈产生感应电动势。典型的应用为用作转速的测量。这类传感器的输出以感应电势的频率f表示。磁阻式转速传感器有两种：（a a）开磁路）开磁路 开磁路结构简单，空气磁阻大。（b b）闭磁路）闭磁路 磁回路由转轴、内外齿轮、线圈回到磁铁闭合。当转轴与被测轴一起转动时，转轴上的内齿轮和磁铁一起转动，内外齿轮的相对运动使磁路气隙发生变化，因而磁阻变
4、化并使穿过线圈的磁通量发生周期性变化，在线圈中产生周期变化的感应电势。其特点是磁路磁阻小，输出信号大，受被测轴振动干扰小，但是结构比较复杂。3.6 磁电式传感器3.6 磁电式传感器（三）磁电式传感器的应用在内燃机测试中的应用（a）转速测量 i.i.脉冲计数法脉冲计数法通常在内燃机曲轴曲轴上安装一个60齿的齿盘，传感器靠近齿盘。曲轴旋转一圈传感器感应出60个脉冲。如果计时t秒共得到N个脉冲，那么就有转速的计算式：min)/(6060/rtNtNnii.脉宽测量法测量N个相邻脉冲间的时间间隔t，则可求得频率的计算式：也就是1s时间内脉冲个数。最终转速的表达式为：可见，两种测量方法得到的结果是一样的
5、。tNf/min)/(6060rtNfn3.6 磁电式传感器3.6 磁电式传感器（b）上止点测量 通常在曲轴飞轮端上同轴安装一个有1个齿的齿盘，安装时要保证当曲轴旋转到上止点位置时，齿恰好最靠近传感器。这样曲轴每旋转1圈，传感器输出1个脉冲信号，且与上止点位置相对应。12345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeA2Date:8-Sep-2006 Sheet of File:C:newgovernortestnewtb_schpcb显示控制.DDBDrawn By:12J51ZSGNDE51D51AKD52321411U51AVCCGNDGND12U52A转速RZSLCZS34U52BINT0R304RFCNS103GND567U51BR302R300R301R303VCCGND测量电路测量电路
第三章-磁电式传感器
