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第七章 磁电式传感器


1、磁电感应式传感器的工作原理? 它与电感式传感器的区别?
磁电感应式传感器工作原理:根据电磁感应定律,当导体在稳恒均匀磁 场中,沿垂直磁场方向运动时,导体内产生的感应电势为
e d dx Bt Blv dt dt
式中: B——稳恒均匀磁场的磁感应强度
l——导体有效长度 v——导体相对磁场的运动速度
二、其工作原理是: 霍尔电路通电后, 当翼片齿未进入工 作气隙时, 由磁钢产生的磁场作用到霍尔电路的磁感应强 度B> Bop( 工作点) , 电路处于导通状态, 输出低电平Uo< 0. 4V。翼片齿进入工作气隙后, 永磁磁钢的磁力线被软磁 翼处屏蔽, 使作用到电路的磁感应强度P> BRP( 释放点) , 电路截止, 输出高电平( 电压幅度接近电源电压) 。在汽 车分电器中, 将翼片连接在凸轮轴上, 传感器固定于分电 器底板上。工作中, 当翼片齿移入气隙时给出一高电平, 移出气隙时给出一低电平,形成矩形波, 利用下降沿( 或上 升沿) 触发点火电路, 进行点火。
4.
将钢球放进一卸料装置中,在卸料装置的下方有一个传送 带,箱子通过传送带被送到卸料装置的正下方;在卸料装 置的卸料口旁边安装一个霍尔式接近开关,通过霍尔式接 近开关就可以计算出钢球的个数,当钢球的个数达到100个 时,关闭卸料装置的卸料口。下一个箱子到达卸料口下方, 开始装料,如此循环。
三、这种用霍尔翼片传感器取代机械触点断电器的电子断 电器工作无惯性, 无触点, 无磨擦, 无须保养, 寿命长, 可靠性高, 点火准时性不受其它因素的影响, 准时误差最 小, 和晶体管开关电路一起工作时, 可使点火线圈次级得 到较高的点火电压和能量, 且低速、高速点火性能均好。
9.霍尔电流传感器的工作原理?将380伏空调电源的 “三芯护套线”夹到钳形表的环形铁中心,钳形表 的示值为多少?为什么?
工作原理:线圈和磁铁部分都是静止的,与被测物连接而 运动的部分是用导磁材料制成的,在运动中,它们改变磁 路的磁阻,因而改变贯穿线圈的磁通量,在线圈中产生感 应电动势。 在齿轮检测中的应用:用来测量转速,线圈中产生感应电 动势的频率作为输出,而感应电动势的频率取决于磁通变 化的频率。
5.请解析下图两种传感器的工 作原理?是什么传感器?
将380伏空调电源的“三芯护套线”夹到钳形表的环形铁中 心,钳形表的示值为零,因为地线没有电流,相线电流与 零线电流大小相等,方向相反,产生的电磁场相互抵消, 钳表没有感生电流。
1.
用磁场作为被传感物体的运动和位置信息载体时,一般采 用永久磁铁来产生工作磁场,所以将永久磁铁放置在霍尔 元件背后可以最大限度地把永久磁铁的磁力线集中通过霍 尔元件以提高测量精度。A和C均可实现测量,但A的测量效 果更好。B中永久磁铁放置在霍尔元件前,齿轮转动时,齿 轮对磁力线的影响不能被霍尔元件检测。D中放置的永久磁 铁在霍尔元件背后距离较远处,会降低了测量的精度。
当与 Ip 与匝数相乘所产生的磁场相等时, Is 不再增加,这 时的霍尔器件起到指示零磁通的作用,此时可以通过 Is 来 测试 Ip 。当 Ip 变化时,平衡受到破坏,霍尔器件有信号输 出,即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化 都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡,霍尔器件就有信 号输出。经功率放大后,立即就有相应的电流流过次级绕 组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡,所 需的时间理论上不到 1μs,这是一个动态平衡的过程。因 此,从宏观上看,次级的补偿电流安匝数在任何时间都与 初级被测电流的安匝数相等。
• 二、属于磁电感应式转速传感器,也是动圈式恒定磁通型
7.霍尔元件在汽车点火线圈中 的应用?
一、霍尔器件在汽车发动机点火线圈应用:将霍尔传感器 放在分电器内取代机械断电器, 用作点火脉冲发生器。这 种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半 导体层内产生脉冲电压, 控制电控单元( ECU) 的初级电流。 相对于机械断电器而言, 霍尔式点火脉冲发生器无磨损免 维护, 能够适应恶劣的工作环境, 还能精确地控制点火正 时,能够较大幅度提高发动机的性能, 具有明显的优势。
2.
• A和B均很靠近磁轮,可以最大限度地把磁轮的磁力线集中 通过霍尔元件,达到最好的测量效果
• C由于靠近磁轮中心,这里的磁力轻度最弱,所以测量效 果最差。
3.
在机械臂上安装梁两个永久磁铁,分别在永久磁铁同一水 平方向上且在摆臂左右摆动 30 度的极限位置上安装一个永 久磁铁霍尔式接近开关。当磁铁随运动物体移动靠近永久 磁铁时,霍尔元件有信号输出,控制运动物体的停止。
当一个W匝线圈相对静止地处于随时间变化的磁场中时,设 穿过线圈的磁通为φ,则线圈内的感应电势e与磁通变化率 dφ/dt有如下关系:
d e N dt
区别:磁电式传感器工作时不需要外加电阻式传感器的工作原理?在齿 轮检测中应用?
第七章 磁电 式传感器
作业
SZCB磁电式转速传感器
(一)介绍:磁电式转速 传感器采用电磁感应原理 来达到测速目的。具有测 速信号大,抗干扰性能好, 不需外接电源,可在烟雾、 油气、水气等恶劣环境中 使用。
(二)SZCB系列磁电式传感器外形图
(三)工作原理
(四)接线方式
测量齿形
(五)量程范围:10-15000r/min(60齿) (六)检测精度:1mm (七)输出信号:模拟量
一、磁电式速度传感器工作原理:它属动圈式恒定磁通 型,在测振时,传感器固定或紧压于被测系统,永久磁 铁3与壳体一起随被测系统的振动而振动,装在阻尼器同 心轴5上的工作线圈6和圆环形阻尼环器2组成惯性系统的 质量块并在磁场中运动。弹簧片1、8径向刚度很大、轴 向刚度很小,使惯性系统既得到可靠的径向支承,又保 证有很低的轴向固有频率。阻尼环一方面可增加惯性系 统质量,降低固有频率,另一方面在磁场中运动产生的 阻尼力使振动系统具有合理的阻尼。
磁平衡式电流传感器也称补 偿式传感器,即原边电流Ip 在聚磁环处所产生的磁场通 过一个次级线圈电流所产生 的磁场进行补偿,其补偿电 流Is精确的反映原边电流Ip, 从而使霍尔器件处于检测零 磁通的工作状态。
当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被磁环聚 集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动功率 管并使其导通,从而获得一个补偿电流 Is 。这一电流再通 过多匝绕组产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场正好 相反,因而补偿了原来的磁场,使霍尔器件的输出逐渐减 小。
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