【課件】傳感器與檢測(cè)技術(shù)磁電式傳感器原理及應(yīng)用

1、 1 1 了解磁電式傳感器的工作原理和它了解磁電式傳感器的工作原理和它的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。 2 2 理解變磁通式和恒磁通式磁電傳感理解變磁通式和恒磁通式磁電傳感器的工作原理和應(yīng)用。器的工作原理和應(yīng)用。主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：磁電式傳感器機(jī)械能機(jī)械能電電 量量 當(dāng)線圈與磁鐵間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感當(dāng)線圈與磁鐵間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)應(yīng)電勢(shì)e為為式中式中 B ：工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度；：工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度； N：線圈處于工作氣隙磁場(chǎng)中的匝數(shù)，稱為工作匝數(shù)；：線圈處于工作氣隙磁場(chǎng)中的匝數(shù)，稱為工作匝數(shù)； l ：每匝線圈的平均長(zhǎng)度：每匝線圈的平均長(zhǎng)度; v ：線圈與磁鐵沿軸線方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度線

2、圈與磁鐵沿軸線方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度(ms-1)。 線圈在磁場(chǎng)中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的磁電傳線圈在磁場(chǎng)中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的磁電傳感器，它相當(dāng)于一臺(tái)發(fā)電機(jī)。如果線圈以角速度感器，它相當(dāng)于一臺(tái)發(fā)電機(jī)。如果線圈以角速度w旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，則產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為則產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為 式中式中 B ：工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度；工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度； N：線圈處于工作氣隙磁場(chǎng)中的匝數(shù)，稱為工作匝數(shù)；線圈處于工作氣隙磁場(chǎng)中的匝數(shù)，稱為工作匝數(shù)； w ：線圈相對(duì)于磁場(chǎng)作旋轉(zhuǎn)的角速度；線圈相對(duì)于磁場(chǎng)作旋轉(zhuǎn)的角速度； S ：?jiǎn)卧丫€圈的截面積；單匝線圈的截面積；磁通量的變化實(shí)現(xiàn)辦法: 磁鐵與線圈之間做相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 磁路中磁阻的變

3、化； 恒定磁場(chǎng)中線圈面積的變化。根據(jù)以上原理有兩種磁電感應(yīng)式傳感器：根據(jù)以上原理有兩種磁電感應(yīng)式傳感器： 恒磁通式：磁路系統(tǒng)恒定磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)部件恒磁通式：磁路系統(tǒng)恒定磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)部件 可以是線圈也可以是磁鐵?？梢允蔷€圈也可以是磁鐵。 變磁通式：線圈、磁鐵靜止不動(dòng)，變磁通式：線圈、磁鐵靜止不動(dòng)， 轉(zhuǎn)動(dòng)物體引起磁阻、磁通變化。轉(zhuǎn)動(dòng)物體引起磁阻、磁通變化。 恒磁通式恒磁通式變磁通式變磁通式（a）開磁路 （b）閉磁路動(dòng)鐵型動(dòng)鐵型動(dòng)圈型動(dòng)圈型 在動(dòng)圈式中，永久磁鐵在動(dòng)圈式中，永久磁鐵4與傳感器殼體與傳感器殼體5固定，固定，線圈線圈3和金屬骨架和金屬骨架1（合稱線圈組件）用柔軟彈簧（合稱線圈組件）用柔軟彈簧2支承

4、支承。 e直線式直線式=-=-NBlv (1)(1) e角速度式角速度式=-=-NBSw (2)式中：式中：B磁場(chǎng)強(qiáng)度；磁場(chǎng)強(qiáng)度； l單圈匝線的有效長(zhǎng)度；單圈匝線的有效長(zhǎng)度； N 匝數(shù)；匝數(shù)； v直線速度；直線速度； w角速度；角速度； S單匝線圈的截面積單匝線圈的截面積。 由由(1)、(2)式可知：式可知： e直線式直線式v = dx/dt e角速度式角速度式w = d/dt 因此，電磁式傳感器可直接測(cè)量因此，電磁式傳感器可直接測(cè)量v 和和。 在動(dòng)鐵式中，線圈組件（包括件在動(dòng)鐵式中，線圈組件（包括件3和件和件1）與殼體）與殼體5固定，永久磁鐵固定，永久磁鐵4用柔軟彈簧用柔軟彈簧2支承。兩者的

5、阻尼都是由支承。兩者的阻尼都是由金屬骨架金屬骨架1和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電磁阻尼和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電磁阻尼。 動(dòng)圈、動(dòng)鐵都是相對(duì)于傳感器動(dòng)圈、動(dòng)鐵都是相對(duì)于傳感器殼體而言。當(dāng)殼體隨被測(cè)振動(dòng)殼體而言。當(dāng)殼體隨被測(cè)振動(dòng)體一起振動(dòng)時(shí)，由于彈簧較軟，體一起振動(dòng)時(shí)，由于彈簧較軟，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量相對(duì)較大，因此運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量相對(duì)較大，因此振動(dòng)頻率足夠高振動(dòng)頻率足夠高（遠(yuǎn)高于傳感（遠(yuǎn)高于傳感器的固有頻率）時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件器的固有頻率）時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件的的慣性很大慣性很大，來不及跟隨振動(dòng)來不及跟隨振動(dòng)體一起振動(dòng)，近于靜止不動(dòng)，體一起振動(dòng)，近于靜止不動(dòng)，振動(dòng)能量幾乎全被彈簧吸收。振動(dòng)能量幾乎全被彈簧吸收。永久磁鐵

6、與線圈之間的相對(duì)運(yùn)永久磁鐵與線圈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度接近于振動(dòng)體的振動(dòng)速動(dòng)速度接近于振動(dòng)體的振動(dòng)速度。磁鐵與線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)使線度。磁鐵與線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)使線圈切割磁力線，產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)速圈切割磁力線，產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)速度度v成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 由理論推導(dǎo)可得，當(dāng)振動(dòng)頻率低于傳感器的固有頻率時(shí)，由理論推導(dǎo)可得，當(dāng)振動(dòng)頻率低于傳感器的固有頻率時(shí)，這種傳感器的靈敏度（這種傳感器的靈敏度（e/v）是隨振動(dòng)頻率而變化；當(dāng)振動(dòng)頻）是隨振動(dòng)頻率而變化；當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于固有頻率時(shí)，傳感器的靈敏度基本上不隨振動(dòng)頻率率遠(yuǎn)大于固有頻率時(shí)，傳感器的靈敏度基本上不隨振動(dòng)頻率而變化，而近似為常數(shù)；當(dāng)振動(dòng)頻率更高時(shí)，線

7、圈阻抗增大，而變化，而近似為常數(shù)；當(dāng)振動(dòng)頻率更高時(shí)，線圈阻抗增大，傳感器靈敏度隨振動(dòng)頻率增加而下降。傳感器靈敏度隨振動(dòng)頻率增加而下降。 不同結(jié)構(gòu)的恒定磁通磁電感應(yīng)式傳感器的頻率響應(yīng)特性不同結(jié)構(gòu)的恒定磁通磁電感應(yīng)式傳感器的頻率響應(yīng)特性是有差異的，但一般頻響范圍為幾十赫至幾百赫。是有差異的，但一般頻響范圍為幾十赫至幾百赫。 圖圖(a)為開磁路變磁通式為開磁路變磁通式:線線圈、圈、 磁鐵靜止不動(dòng)磁鐵靜止不動(dòng), 測(cè)量齒輪測(cè)量齒輪安裝在被測(cè)旋轉(zhuǎn)體上安裝在被測(cè)旋轉(zhuǎn)體上, 隨之一隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒起轉(zhuǎn)動(dòng)。每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒, 齒的齒的凹凸引起磁路磁阻變化一次凹凸引起磁路磁阻變化一次, 磁通也就變化一次磁通

8、也就變化一次, 線圈中產(chǎn)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)生感應(yīng)電勢(shì),其其變化頻率等于被變化頻率等于被測(cè)轉(zhuǎn)速與測(cè)量齒輪齒數(shù)的乘積。測(cè)轉(zhuǎn)速與測(cè)量齒輪齒數(shù)的乘積。這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 但輸出但輸出信號(hào)較小信號(hào)較小, 且因高速軸上加裝且因高速軸上加裝齒輪較危險(xiǎn)而不宜測(cè)量高轉(zhuǎn)速。齒輪較危險(xiǎn)而不宜測(cè)量高轉(zhuǎn)速。 n:被測(cè)物轉(zhuǎn)速被測(cè)物轉(zhuǎn)速(r/min); N:定子或轉(zhuǎn)子端面的齒數(shù)。定子或轉(zhuǎn)子端面的齒數(shù)。 圖圖(b)為閉磁路變磁通式為閉磁路變磁通式, 被測(cè)轉(zhuǎn)被測(cè)轉(zhuǎn)軸軸1帶動(dòng)橢圓形測(cè)量輪帶動(dòng)橢圓形測(cè)量輪2在磁場(chǎng)氣隙在磁場(chǎng)氣隙中等速轉(zhuǎn)動(dòng)，使氣隙平均長(zhǎng)度周期中等速轉(zhuǎn)動(dòng)，使氣隙平均長(zhǎng)度周期性地變化，磁路磁阻也周期性

9、地變性地變化，磁路磁阻也周期性地變化，磁通同樣周期性地變化，則在化，磁通同樣周期性地變化，則在線圈線圈3中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其頻率中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其頻率f與測(cè)量輪與測(cè)量輪2的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速n（rmin-1）成正）成正比比,即即f = n/30。 在這種結(jié)構(gòu)中，也可以用齒輪代在這種結(jié)構(gòu)中，也可以用齒輪代替橢圓形測(cè)量輪替橢圓形測(cè)量輪2，軟鐵（極掌），軟鐵（極掌）4制成內(nèi)齒輪形式，這時(shí)輸出信號(hào)頻制成內(nèi)齒輪形式，這時(shí)輸出信號(hào)頻率為率為f = nZ/60，其中，其中Z為測(cè)量齒輪為測(cè)量齒輪的齒數(shù)。的齒數(shù)。 二、設(shè)計(jì)要點(diǎn) 磁電感應(yīng)式傳感器有兩個(gè)基本元件：一個(gè)是產(chǎn)生磁電感應(yīng)式傳感器有兩個(gè)基本元件：一個(gè)是產(chǎn)生恒定直

10、流磁場(chǎng)的磁路系統(tǒng)，為了減小傳感器體積，一恒定直流磁場(chǎng)的磁路系統(tǒng)，為了減小傳感器體積，一般采用永久磁鐵；另一個(gè)是線圈，由它與磁場(chǎng)中的磁般采用永久磁鐵；另一個(gè)是線圈，由它與磁場(chǎng)中的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 因此必須合理地選擇它們的結(jié)構(gòu)形式、材料和結(jié)因此必須合理地選擇它們的結(jié)構(gòu)形式、材料和結(jié)構(gòu)尺寸，以滿足傳感器的基本性能要求。構(gòu)尺寸，以滿足傳感器的基本性能要求。 下面將簡(jiǎn)述恒定磁通式傳感器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。下面將簡(jiǎn)述恒定磁通式傳感器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 當(dāng)傳感器的結(jié)構(gòu)確定后，式中當(dāng)傳感器的結(jié)構(gòu)確定后，式中B、l、N都為常數(shù)，感應(yīng)都為常數(shù)，感應(yīng)電勢(shì)電勢(shì)e僅與相對(duì)速度僅與相對(duì)速度v有關(guān)。傳感器的

11、靈敏度為有關(guān)。傳感器的靈敏度為 為提高靈敏度，應(yīng)選用具有磁能積較大的永久磁鐵和為提高靈敏度，應(yīng)選用具有磁能積較大的永久磁鐵和盡量小的氣隙長(zhǎng)度，以提高氣隙磁通密度盡量小的氣隙長(zhǎng)度，以提高氣隙磁通密度B；增加；增加l和和N也能也能提高靈敏度，但它們受到體積和重量、內(nèi)電阻及工作頻率等提高靈敏度，但它們受到體積和重量、內(nèi)電阻及工作頻率等因素的限制。因素的限制。 為了保證傳感器輸出的線性度，要保證線圈始終在均為了保證傳感器輸出的線性度，要保證線圈始終在均勻磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。勻磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)者的任務(wù)是合理地選擇它們的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)者的任務(wù)是合理地選擇它們的結(jié)構(gòu)形式、材料和結(jié)構(gòu)尺寸，以滿足傳感器基本性能要求。材

12、料和結(jié)構(gòu)尺寸，以滿足傳感器基本性能要求。 1. 工作氣隙工作氣隙 工作氣隙大，線圈窗口面積就大，線圈匝數(shù)就多，傳感器工作氣隙大，線圈窗口面積就大，線圈匝數(shù)就多，傳感器靈敏度就高。但氣隙大，磁路系統(tǒng)磁感應(yīng)強(qiáng)度就低，傳感器靈靈敏度就高。但氣隙大，磁路系統(tǒng)磁感應(yīng)強(qiáng)度就低，傳感器靈敏度也低，而且氣隙大易造成氣隙磁場(chǎng)分布不均勻，導(dǎo)致傳感敏度也低，而且氣隙大易造成氣隙磁場(chǎng)分布不均勻，導(dǎo)致傳感器輸出特性非線性。器輸出特性非線性。 為了使傳感器有較高的靈敏度和較好的線性度，必須在為了使傳感器有較高的靈敏度和較好的線性度，必須在保證足夠大的窗口面積和所需加工安裝精度的前提下，盡量保證足夠大的窗口面積和所需加工安

13、裝精度的前提下，盡量減小工作氣隙減小工作氣隙d。工作氣隙寬度。工作氣隙寬度l也和傳感器的靈敏度、線性也和傳感器的靈敏度、線性度有關(guān)。度有關(guān)。l越大，靈敏度越高，線性度越好，但傳感器體積和越大，靈敏度越高，線性度越好，但傳感器體積和重量就較大，因此一般取重量就較大，因此一般取d/ /l1/41/4。1. 工作氣隙工作氣隙 2. 永久磁鐵永久磁鐵 永久磁鐵由永磁合金材料制成，是提供工作氣隙磁能的能永久磁鐵由永磁合金材料制成，是提供工作氣隙磁能的能源。不同永磁合金的磁性能各不相同，表征性能的主要參數(shù)為源。不同永磁合金的磁性能各不相同，表征性能的主要參數(shù)為矯頑力、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度和最大磁能積矯頑力、剩余

14、磁感應(yīng)強(qiáng)度和最大磁能積(BH)m，以及去磁曲線，以及去磁曲線B=f1(H)和磁能積曲線和磁能積曲線(BH)=f2(B)。為了提高傳感器的靈敏度，。為了提高傳感器的靈敏度，應(yīng)選用具有較大磁能積的永磁合金。應(yīng)選用具有較大磁能積的永磁合金。 常用的永磁合金有在強(qiáng)磁場(chǎng)中鑄造的鋁常用的永磁合金有在強(qiáng)磁場(chǎng)中鑄造的鋁鎳鈷永磁合金，其剩磁和矯頑力都較大，鎳鈷永磁合金，其剩磁和矯頑力都較大，能在體積、重量較小時(shí)得到較高的氣隙磁能在體積、重量較小時(shí)得到較高的氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度，其穩(wěn)定性高，使用最為廣泛。感應(yīng)強(qiáng)度，其穩(wěn)定性高，使用最為廣泛。3線圈組件線圈組件 線圈組件由線圈和線圈骨架組成。一般線圈骨架由金屬，線圈組件由

15、線圈和線圈骨架組成。一般線圈骨架由金屬，如銅、鋁、不銹鋼等制成，起電磁阻尼作用。但當(dāng)傳感器精度如銅、鋁、不銹鋼等制成，起電磁阻尼作用。但當(dāng)傳感器精度要求較高時(shí)，因電磁阻尼使傳感器的非線性增加，所以必須采要求較高時(shí)，因電磁阻尼使傳感器的非線性增加，所以必須采用其它阻尼器。用其它阻尼器。 這時(shí)線圈骨架由非金屬，如有機(jī)玻璃等制成。為減小尺寸，這時(shí)線圈骨架由非金屬，如有機(jī)玻璃等制成。為減小尺寸，也有不用骨架的。也有不用骨架的。 當(dāng)線圈組件在工作氣隙中相對(duì)于永久磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，要當(dāng)線圈組件在工作氣隙中相對(duì)于永久磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，要保證兩者間沒有摩擦。除此之外，還必須保證在測(cè)量范圍內(nèi)保證兩者間沒有摩擦。除此之外，還

16、必須保證在測(cè)量范圍內(nèi)傳感器靈敏度恒定。最后還應(yīng)核算線圈的溫升是否在允許的傳感器靈敏度恒定。最后還應(yīng)核算線圈的溫升是否在允許的范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。3線圈組件線圈組件 在精度較高的傳感器中，線圈中在精度較高的傳感器中，線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)恒定磁場(chǎng)的作感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)恒定磁場(chǎng)的作用（稱為線圈磁場(chǎng)效應(yīng)）是不能忽略用（稱為線圈磁場(chǎng)效應(yīng)）是不能忽略的，需采用補(bǔ)償線圈與工作線圈相串的，需采用補(bǔ)償線圈與工作線圈相串聯(lián)而加以補(bǔ)償。當(dāng)環(huán)境溫度變化較大聯(lián)而加以補(bǔ)償。當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時(shí)時(shí), , 傳感器的溫度誤差較大，必須加傳感器的溫度誤差較大，必須加以溫度補(bǔ)償。以溫度補(bǔ)償。(1)(1)動(dòng)圈式振動(dòng)速度傳感器動(dòng)圈

17、式振動(dòng)速度傳感器1、8:圓形彈簧片圓形彈簧片2 、圓形阻尼器、圓形阻尼器3、永久磁鐵、永久磁鐵4、鋁架、鋁架5、圓形阻尼器用、圓形阻尼器用心軸心軸6、工作線圈、工作線圈7、殼體、殼體9、引線、引線 它屬于動(dòng)圈式恒定磁通型。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖它屬于動(dòng)圈式恒定磁通型。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖5-3所示，永所示，永久磁鐵久磁鐵3通過鋁架通過鋁架4和圓筒形導(dǎo)磁材料制成的殼體和圓筒形導(dǎo)磁材料制成的殼體7固定在一起，固定在一起，形成磁路系統(tǒng)，殼體還起屏蔽作用。磁路中有兩個(gè)環(huán)形氣隙，形成磁路系統(tǒng)，殼體還起屏蔽作用。磁路中有兩個(gè)環(huán)形氣隙，右氣隙中放有工作線圈右氣隙中放有工作線圈6，左氣隙中放有用銅或鋁制成的圓環(huán)形，左氣

18、隙中放有用銅或鋁制成的圓環(huán)形阻尼器阻尼器2。工作線圈和圓環(huán)形阻尼器用心軸。工作線圈和圓環(huán)形阻尼器用心軸5連在一起組成質(zhì)量連在一起組成質(zhì)量塊，用圓形彈簧片塊，用圓形彈簧片1和和8支承在殼體上。支承在殼體上。 將傳感器固定在被測(cè)振動(dòng)體上，永久磁鐵、鋁架和殼體將傳感器固定在被測(cè)振動(dòng)體上，永久磁鐵、鋁架和殼體一起隨被測(cè)體振動(dòng)，由于質(zhì)量塊有一定的質(zhì)量，產(chǎn)生慣性力，而一起隨被測(cè)體振動(dòng)，由于質(zhì)量塊有一定的質(zhì)量，產(chǎn)生慣性力，而彈簧片又非常柔軟，因此當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于傳感器固有頻率時(shí)，彈簧片又非常柔軟，因此當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于傳感器固有頻率時(shí)，線圈在磁路系統(tǒng)的環(huán)形氣隙中相對(duì)永久磁鐵運(yùn)動(dòng)，以振動(dòng)體的振線圈在磁路系統(tǒng)的環(huán)

19、形氣隙中相對(duì)永久磁鐵運(yùn)動(dòng)，以振動(dòng)體的振動(dòng)速度切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過引線動(dòng)速度切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過引線9接到測(cè)量電路。接到測(cè)量電路。同時(shí)良導(dǎo)體阻尼器也在磁路系統(tǒng)氣隙中運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)產(chǎn)生渦流，形同時(shí)良導(dǎo)體阻尼器也在磁路系統(tǒng)氣隙中運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)產(chǎn)生渦流，形成系統(tǒng)的阻尼力，起衰減固有振動(dòng)和擴(kuò)展頻率響應(yīng)范圍的作用。成系統(tǒng)的阻尼力，起衰減固有振動(dòng)和擴(kuò)展頻率響應(yīng)范圍的作用。 線圈的輸出通過引線輸出到測(cè)量電路。線圈的輸出通過引線輸出到測(cè)量電路。 該傳該傳感器測(cè)量的是振動(dòng)速度參數(shù)感器測(cè)量的是振動(dòng)速度參數(shù), , 若在測(cè)量電路中接入若在測(cè)量電路中接入積分電路積分電路, , 則輸出電勢(shì)與位移成正比則輸出

20、電勢(shì)與位移成正比; ; 若在測(cè)量電若在測(cè)量電路中接入微分電路路中接入微分電路, , 則其輸出與加速度成正比。則其輸出與加速度成正比。（2）磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器）磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器 圖圖5-4是一種磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)是一種磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。轉(zhuǎn)子速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。轉(zhuǎn)子2與轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸1固緊。轉(zhuǎn)子固緊。轉(zhuǎn)子2和定子和定子5都用工業(yè)純鐵制成，它們和永都用工業(yè)純鐵制成，它們和永久磁鐵久磁鐵3組成磁路系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子組成磁路系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子2和定子和定子5的環(huán)形端面上都均勻的環(huán)形端面上都均勻地銑了一些齒和槽，兩者的齒、地銑了一些齒和槽，兩者的齒、槽數(shù)對(duì)應(yīng)相等。槽數(shù)對(duì)應(yīng)相等。 測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)，傳感器的轉(zhuǎn)軸測(cè)量

21、轉(zhuǎn)速時(shí)，傳感器的轉(zhuǎn)軸1與被測(cè)物轉(zhuǎn)軸相連接，因而帶動(dòng)轉(zhuǎn)與被測(cè)物轉(zhuǎn)軸相連接，因而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子子2轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子2的齒與定子的齒與定子5的的齒相對(duì)時(shí)，氣隙最小，磁路系統(tǒng)的齒相對(duì)時(shí)，氣隙最小，磁路系統(tǒng)的磁通最大。而齒與槽相對(duì)時(shí)，氣隙磁通最大。而齒與槽相對(duì)時(shí)，氣隙最大，磁通最小。最大，磁通最小。 因此當(dāng)定子因此當(dāng)定子5不動(dòng)而轉(zhuǎn)子不動(dòng)而轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁通就周期性地變化，從而在時(shí)，磁通就周期性地變化，從而在線圈線圈4中感應(yīng)出近似正弦波的電壓中感應(yīng)出近似正弦波的電壓信號(hào)，其頻率與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。信號(hào)，其頻率與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。 （2）磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器）磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器 n:被測(cè)物轉(zhuǎn)速被測(cè)物轉(zhuǎn)速

22、(r/min); N:定子或轉(zhuǎn)子端面的齒數(shù)。定子或轉(zhuǎn)子端面的齒數(shù)。 它屬于變磁通式，結(jié)構(gòu)它屬于變磁通式，結(jié)構(gòu)示意圖如圖示意圖如圖5-5所示。轉(zhuǎn)子所示。轉(zhuǎn)子（包括線圈）固定在傳感器（包括線圈）固定在傳感器軸上，定子（永久磁鐵）固軸上，定子（永久磁鐵）固定在傳感器外殼上。轉(zhuǎn)子、定在傳感器外殼上。轉(zhuǎn)子、定子上都有一一對(duì)應(yīng)的齒和定子上都有一一對(duì)應(yīng)的齒和槽。槽。 （3）磁電感應(yīng)式扭矩儀）磁電感應(yīng)式扭矩儀 測(cè)量扭矩時(shí)，需用兩個(gè)傳感器，將它們的轉(zhuǎn)軸分別固定在被測(cè)量扭矩時(shí)，需用兩個(gè)傳感器，將它們的轉(zhuǎn)軸分別固定在被測(cè)軸的兩端，它們的外殼固定不動(dòng)。安裝時(shí)，一個(gè)傳感器的定子測(cè)軸的兩端，它們的外殼固定不動(dòng)。安裝時(shí)，一個(gè)傳感器的定子齒與其轉(zhuǎn)子齒相對(duì)，另一個(gè)傳感器的定子槽與其轉(zhuǎn)子齒相對(duì)。當(dāng)齒與其轉(zhuǎn)子齒相對(duì)，另一