磁电式传感器在实际应用中的应用场景

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：同时良导体阻尼器也在磁路系统气隙中运动，感应产生涡流，形成系统的阻尼力，起衰减固有振动和扩展频率响应范围的作用。图2-45磁电式扭矩传感器工作原理图图2-45磁电式扭矩传感器工作原理图当被测转轴有扭矩作用时，轴的两端产生扭角，两个传感器输出一定附加相位差的感应电压U1和U2，这个相位差与扭角成正比。这样，传感器就把扭矩引起的扭转角转换成相应变化的电信号。

1.磁电感应式振动传感器

图2-44所示为振动传感器的结构原理图。图中永久磁铁通过铝架和圆筒形导磁材料制成的壳体固定在一起，形成磁路系统，壳体还起屏蔽作用。磁路中有两个环形气隙，右气隙中放有工作线圈，左气隙中放有用铜或铝制成的圆环形阻尼器，工作线圈和圆环形阻尼器用同心轴连接在一起组成质量块，用圆形弹簧片支承在壳体上。使用时，将传感器固定在被测振动体上，永久磁铁、铝架、壳体一起随被测体振动，由于质量块的惯性会产生惯性力，而弹簧片又非常柔软，当振动频率远大于传感器的固有频率时，线圈在磁路系统的环形气隙中相对永久磁铁运动，以振动体的振动速度切割磁力线，产生感应电动势，通过引线输出到测量电路。同时良导体阻尼器也在磁路系统气隙中运动，感应产生涡流，形成系统的阻尼力，起衰减固有振动和扩展频率响应范围的作用。

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图2-44　磁电感应式振动传感器结构示意图

1、8—圆形弹簧片；2—圆环形阻尼器；3—永久磁铁；4—铝架； 5—同心轴；6—工作线圈；7—壳体；9—引线

2.磁电感应式扭矩传感器

图2-45是磁电式扭矩传感器的工作原理图。在驱动源和负载之间的扭转轴的两侧安装有齿形圆盘，它们旁边装有相应的两个磁电感应式传感器，如图2-45所示，它由永久磁铁、线圈和铁心组成。永久磁铁产生的磁通与齿形圆盘交链，当齿形圆盘旋转时，圆盘齿凸凹引起磁路气隙的变化，于是磁通量也发生变化，在线圈中产生交流电压，其频率等于圆盘上齿数与转速的乘积，即

式中　Z——传感器定子、转子的齿数。

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图2-45　磁电式扭矩传感器工作原理图

当被测转轴有扭矩作用时，轴的两端产生扭角，两个传感器输出一定附加相位差的感应电压U1和U2，这个相位差与扭角成正比。这样，传感器就把扭矩引起的扭转角转换成相应变化的电信号。

3.磁电感应式转速传感器

图2-46所示为一种磁电感应式转速传感器的结构原理图。图中转子盘与转轴固紧。转子和软铁、定子均用软铁制成，它们和永磁体组成磁路系统。转子和定子的环形端面上都均匀地分布着齿和槽，二者的齿、槽数对应相等。测量转速时，传感器的转轴与被测物体转轴相连接，因而带动转子转动。当转子的齿与定子的齿相对时，气隙最小，磁路系统中的磁通最大。而槽与槽相对时，气隙最大，磁通最小。因此当转子转动时，磁通周期性地变化，从而在线圈中感应出近似正弦波的电压信号，其频率与转速成正比例关系。

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图2-46　磁电感应式转速传感器

1—转轴；2—转子；3—永久磁铁；4—线圈；5—定子

磁电式传感器在实际应用中的应用场景

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