變磁阻式傳感器ppt課件(已修改)
2025-05-15 18:12 本頁面
【正文】 第 3章 變磁阻式傳感器第 3 章 變 磁 阻 式 傳 感 器第 3章 變磁阻式傳感器? 特點：– 工作可靠、壽命長– 靈敏度高，分辨力高– 精度高、線性好– 性能穩(wěn)定、重復性好第 3章 變磁阻式傳感器按磁路幾何參數變化形式的不同按磁路的結構型式按組成方式分變氣隙式變面積式螺管式單一式差動式Π型E型分類第 3章 變磁阻式傳感器本章目錄本章目錄點擊進入第 3章 變磁阻式傳感器簡單的自感式傳感器組成圖 變氣隙式自感傳感器上、下移動 鐵心氣隙、磁路磁阻變化線圈電感量測量電路轉電量第一節(jié) 傳感器線圈的電器參數分析原理第 3章 變磁阻式傳感器L線 圈 電 感；Rc線 圈 銅 耗 電 阻 。Re鐵 心 渦 流 損 耗 電 阻 。Rh磁滯 損 耗 電 阻；C線 圈的寄生 電 容簡單的自感式傳感器圖 變氣隙式自感傳感器圖 分析鐵心線圈的電氣參數與它們對線圈特性的影響，對了解與分析變磁阻式傳感器以及選擇傳感器參數有幫助。第 3章 變磁阻式傳感器(31)式中 Rm—— 磁路 總 磁阻。 L? 由磁路基本知識可知，匝數為 W的線圈電感為216。當線圈具有閉合磁路時式中 RF—— 導磁體總磁阻。當線圈磁路具有小氣隙時式中 Rδ—— 氣隙總磁阻。(32)(33)第 3章 變磁阻式傳感器引入等效磁導率概念將線圈等效成一封閉鐵心線圈，其磁路等效磁導率為 μｅ，磁通截面積為 S，磁路長度為ｌ，于是式 (31)? ? 式中 μ—— 真空磁導率， μ＝ 4π107(H/ｍ ))。 ?(34)(31)變?yōu)榈?3章 變磁阻式傳感器 Rc? 取決于導線材料及線圈的幾何尺寸 ? Rｅ 由頻率為ｆ的交變電流激勵產生的交變磁場，會在線圈鐵心中造成渦流及磁滯損耗。根據經典的渦流損耗計算公式知，為降低渦流損耗，疊片式鐵心的片厚應?。桓唠娮杪视欣趽p耗的下降，而高磁導率卻會使渦流損耗增加。 Rh? 鐵磁物質在交變磁化時，磁分子來回翻轉而要克服阻力，類似摩擦生熱的能量損耗。 C的影響 ? 并聯寄生電容主要由線圈繞組的固有電容與電纜分布電容所構成。第 3章 變磁阻式傳感器變換216。這時 Re′和 L′的串聯阻抗應該與 Re和 L的并聯阻抗相等先不考慮寄生電容 C(35)(36)Re′與 L有關比值 Re/ωL應盡量小，以使 Re′ωL′，從而減小了附加電阻 變化的影響?？梢?，在設計傳感器時應盡可能減少 鐵損 。第 3章 變磁阻式傳感器(38)(39)電 感的相 對變 化 (310)(37)216?？紤]實際存在并聯寄生電容 C時，阻抗 Z為品質因數當 Q1時， 1/Q2可以忽略，式 (37)可簡化為有效值 Q為式中 總的損耗電阻第 3章 變磁阻式傳感器216。由式 (38)、 (39)、 (310)知，并聯電容 C的存在，使有效串聯損耗電阻與有效電感均增加，有效 Q值下降并引起電感的相對變化增加，即靈敏度提高。 因此，從原理而言，按規(guī)定電纜校正好的儀器，如更換了電纜，則應重新校正或采用并聯電容加以調整。 實際使用中因大多數變磁阻式傳感器工作在較低的激勵頻率下 (ｆ ≤ 10ｋ Hｚ )，上述影響常可忽略，但對于工作在較高激勵頻率下的傳感器 (如反射式渦流傳感器 )，上述影響必需引起充分重視。第 3章 變磁阻式傳感器第二 節(jié) 自感式 傳 感器一 .工作原理與輸出特性帶氣隙的鐵心線圈按磁路幾何參數變化形式的不同按磁路的結構型式按組成方式分變氣隙式變面積式螺管式單一式差動式Π型E型罐型第 3章 變磁阻式傳感器(311)式中 ｌ 1,ｌ 2—— 鐵 心和 銜鐵 的磁路 長 度 (ｍ )； S1， S2—— 鐵 心和 銜鐵 的截面 積 (ｍ 2)； ? μ1 、 μ2—— 鐵 心和 銜鐵 的磁 導 率 (H/ｍ )； ? S、ｌ δ —— 氣隙磁通截面 積 (ｍ 2)和氣隙 總長 (ｍ )。 ?磁路總磁阻為忽略磁路鐵損認為氣隙磁場是均勻的 ,第 3章 變磁阻式傳感器(312) 由式 (312)可知，當鐵心、銜鐵的材料和結構與線圈匝數確定后，若保持 S不變，則 L即為ｌ δ 的單值函數，這就是變氣隙式傳感器的 工作原理 。 ? 為了精確分析傳感器的特性，利用前述等效磁導率 μe 的概念，由式 (34)(313)可得將式 (311) 代入式 (31) ，可得 :第 3章 變磁阻式傳感器(314) (315)代入式 (34)同時，由式 (311)所以(316)式中為一常數式中 μ—— 鐵心和銜鐵的相對磁導率，通常 μr1。得帶氣隙鐵心線圈的電感為第 3章 變磁阻式傳感器(317)由上式可知，變氣隙式傳感器的輸出特性是 非線性 的，式中 負號表示靈敏度隨氣隙增加而減小， 欲增大靈敏度，應減?。?δ ，但受到工藝和結構的限制。為保證一定的測量范圍與線性度，對變氣隙式傳感器，常取 δ ＝ｌ δ/2 ＝ ～ ， Δδ ＝ (1/5～ 1/10)δ 。得靈敏度為對 式 (316)微分第 3章 變磁阻式傳感器(318)式中(319)若圖 δ保持不變，令磁通截面積隨被測非電量而變 (銜鐵水平方向移動 )，即構成變面積式自感傳感器。此時由式 (316) ?靈敏度較低。欲提高靈敏度，需減?。?δ，但同樣受到工藝和結構的限制。忽略氣隙磁通邊緣效應的條件下，輸出特
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1