電動勢式傳感器課件

1、電動勢式傳感器 電動勢式傳感器 介紹三種傳感器,即磁電式傳感器、壓電晶體傳感器和霍爾傳感器。雖然它們的工作原理截然不同,但它們的輸出量都是電勢,所以歸類為電動勢式傳感器。電動勢式傳感器 磁電式傳感器是一種利用電磁感應(yīng)原理,將運動速度轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電動勢輸出的傳感器,它也被稱為感應(yīng)式傳感器。這種傳感器工作時不需要電源,直接從被測物體吸取機械能,轉(zhuǎn)換為電信號輸出。由于它的輸出功率較大,所以大大簡化了測量電路,且性能穩(wěn)定,具有一定的工作帶寬(一般為101000Hz),所以獲得較普遍的應(yīng)用。電動勢式傳感器 1工作原理及結(jié)構(gòu) 根據(jù)電磁感應(yīng)定律,具有N匝的線圈在磁場中運動時,所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e的大小

2、取決于穿過這線圈的磁通的變化率,即(1)圖1是磁電式傳感器的原理圖,其中(a)是當(dāng)線圈在磁場中作直線運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的傳感器;(b)是線圈在磁場中作旋轉(zhuǎn)運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的傳感器。dtdNe電動勢式傳感器電動勢式傳感器 如果式(1)不以磁通變化,而用線圈運動速度形式來表示,則對應(yīng)于圖1(a)和(b)可分別寫成 (2)e=NBA (V)(3)式中 B磁感應(yīng)強度(T,1T=1Wb/m2);l線圈導(dǎo)線的總長度(m); 線圈與磁鐵相對直線運動的線速度（m/s）;N線圈匝數(shù);A線圈截面積(m2);線圈的角速度(rad/s)。 )(VdtdxBle dtdx電動勢式傳感器電動勢式傳感器由此可見,磁電

3、式傳感器除測量速度外,還可用來測量運動的位移和加速度。此外,在磁電式傳感器中,其輸出除電動勢幅值外,還可以是電動勢的頻率值,例如磁電式轉(zhuǎn)速傳感器,將在應(yīng)用舉例中介紹。 電動勢式傳感器電動勢式傳感器BldtdxeS電動勢式傳感器 (1)線圈電阻與指示器電阻匹配問題。因傳感器相當(dāng)于一個電壓源,為使指示器從傳感器獲得最大功率,必須使線圈的電阻R等于指示器的電阻Rd,即R=Rd。 (2)線圈的發(fā)熱。因為傳感器線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,接上負載后,線圈中有電流流過,因而線圈會發(fā)熱。為此,根據(jù)傳感器靈敏度,R與Rd匹配求得線圈所需尺寸后,還必須發(fā)熱方面對線圈加以核算,使線圈的溫升在允許的溫升范圍以內(nèi)。 電動勢式

4、傳感器電動勢式傳感器 圖(2)是磁電式傳感器與指示儀表相連的等效電路。整個回路電流為(5) 當(dāng)溫度變化時,上式的分子分母都會隨溫度而變,而且它們的變化方向是相反的。因為永久磁鐵的磁感應(yīng)強度隨溫度增加而減小,即感應(yīng)電動勢隨溫度增加而減小。 dRRei電動勢式傳感器例如鎢鋼和鉻鋼做的磁鐵,當(dāng)溫度在5060以下時,其磁感應(yīng)強度變化大約為每10變化0.3%。而傳感器線圈與指示器的電阻都是銅電阻,所以它們的電阻溫度系數(shù)都是正的。當(dāng)溫度增加t時,回路電流將從i變化到i。 (6)式中 磁鐵磁通密度的負溫度系數(shù);傳感器線圈電阻正溫度系數(shù);1指示器電阻正溫度系數(shù)。)1 ()1 ()1 (1tRtRteid電動勢

5、式傳感器%100iii電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器nKUe電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器60Nnf 電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器QdBBvdE4電動勢式傳感器電動勢式傳感器 壓電傳感器是以某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)的一種有源傳感器。在外力作用下,某些物質(zhì)變形后其表面會產(chǎn)生電荷,從而實現(xiàn)非電量電測的目的。壓電傳感器尺寸小,重量輕,工作頻率寬,可測量變化很快的動態(tài)壓力、加速度、振動等。 電動勢式傳感器電動勢式

6、傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器yyFbadq12電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器)(FhACa電動勢式傳感器電動勢式傳感器aCqU 電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器iciaiaCCCRRRRR電動勢式傳感器aCqU tCdFuamsinammCdFU 電動勢式傳感器)(1111111icaaaiCCCRjRjdFRCjRC

7、jRCjRCjCjCdFU (16) 由式(16)可得放大器輸入電壓的幅值 Uim為 222)(1icamimCCCRRdFU (17) 輸入電壓與作用力之間的相位差為 RCCCica)(arctan2 (18) 如果當(dāng)R(Ca+Cc+Ci)1 時,放大器輸入電壓幅值為 icamimCCCdFU (19) 電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器21213RRRRRRiuiifKRR1電動勢式傳感器ffCR1電動勢式傳感器ficaCACCCAqU)1 (0fCqU0電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電

8、動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器 利用霍爾效應(yīng)制成的傳感元件稱霍爾傳感器?；魻栃?yīng)這種物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),雖然已有一百多年的歷史,但是直到20世紀40年代后期,由于半導(dǎo)體工藝的不斷改進,才被人們所重視和應(yīng)用。現(xiàn)在霍爾元件已廣泛應(yīng)用于非電量測量、自動控制、電磁測量、計算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù)等各個領(lǐng)域。電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器dIBREHH電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器IrRrIpipHO電動勢式傳感器IrRrIH電動勢式傳感器電動勢式傳感器pipirRrRtt1)1)(1 (電動勢式傳感器ipRripRr電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電動勢式傳感器電