第7章磁電式傳感器主要內容：1.磁電式傳感器的工作原理；2.磁電式傳感器的測量電路；3.磁電式傳感器的應用。第7章磁電式傳感器磁電式傳感器是利用電磁感應原理，將輸入運動速度變換成感應電勢輸出的傳感器。它不需要輔助電源，就能把被測對象的機械能轉換成易于測量的電信號，是一種有源傳感器。有時也稱作電動式或感應式傳感器，它只適合進行動態測量由于它有較大的輸出功率，故配用電路較簡單；零位及性能穩定；工作頻帶一般為10~1000Hz。磁電式傳感器具有雙向轉換特性，利用其逆轉換效應可構成力(矩)發生器和電磁激振器等。磁電式傳感器機械能電量第7章磁電式傳感器7.1磁電式傳感器的慣性測量原理及其數學模型7.1.1慣性測量原理磁電式傳感器的基本工作原理是建立在電磁感應定律的基礎上，即：，此式成立的條件有兩個：1）產生磁通的磁場固定不變，導線或線圈相對磁場運動切割磁力線便產生感應電勢e;2）導線或線圈固定不動磁場本身產生變化，即有梯度存在產生感應電勢。綜上，產生感應電勢的唯一條件是二者必須有相對變化，這樣將傳感器安裝在被測的運動體上，不需要參考坐標系就可通過測量這種相對運動而獲得被測體的絕對運動。故稱為相對測量原理，也稱慣性原理。(a)旋轉型（；(b)平移型（變氣隙）第7章磁電式傳感器兩種基本類型恒定磁通式：工作氣隙中磁通不變，線圈中的感應電勢由線圈相對永久磁鐵運動并切割磁力線產生。變磁阻式：磁鐵、線圈均不動，感應電勢由變化的磁通產生。如圖示轉速測量：1一永久磁鐵2一軟磁鐵，3一感應線圈4一測量齒輪第7章磁電式傳感器磁阻調制(變磁阻)型磁電式傳感器的工作原理開磁路磁電式轉速傳感器

1-被測旋轉體；2-測量齒輪；3-線圈；4-軟鐵；5-永久磁鐵原理：磁阻變化→線圈產生感應電動勢→輸出周期感應脈沖信號，f=Nn/60N—齒輪的齒數；n—轉速(r/min)；f—感應脈沖信號頻率。第7章磁電式傳感器mckx0xm設：x0---振動體的絕對位移；xm---質量塊的絕對位移第7章磁電式傳感器當w>>wn（w>3wn)時，xt/x0=1xt=x0,m看作靜止不動φ=-180°當w>>wn（w>3wn

)時，xt/x0=1xt=x0,m看作靜止不動φ=-180關于工作頻段：阻尼比ζ的影響：ζ較大（0.7左右），減小共振峰，改善低頻響應。固有頻率wn的影響：降低wn，擴大低頻段。理想情況，當w>>wn線圈中的感應電勢：e=WBlv靈敏度：S=WBl第7章磁電式傳感器7.2磁電式傳感器7.2.1結構特點動鐵式：線圈組件與傳感器殼體固定，永久磁鐵用柔軟的彈簧支撐。又稱慣性式動圈式：永久磁鐵與傳感器殼體固定，線圈組件用柔軟的彈簧支撐。相對動鐵式，慣性質量小，增加阻尼比。直接式殼體固定于一部件上，通過頂桿與另一部件相連接動圈式NS永久磁鐵線圈彈簧7.2.2磁電式傳感器的誤差溫度誤差/永久磁鐵的不穩定性誤差/非線性誤差第7章磁電式傳感器

屬于慣性式傳感器。是利用磁電感應原理把振動信號變換成電信號。它主要由磁路系統、慣性質量、彈簧阻尼等部分組成。工作時，將傳感器安裝在機器上，在機器振動時，在傳感器工作頻率范圍內，線圈與磁鐵相對運動、切割磁力線，在線圈內產生感應電壓，該電壓值正比于振動速度值。與二次儀表相配接，即可顯示振動速度或位移量的大小。也可以輸送到其它二次儀表或交流電壓表進行測量。實例：振動速度傳感器動圈式振動傳感器彈簧片阻尼杯磁鋼芯軸殼體線圈引線1—彈簧

2—殼體

3—阻尼環

4—磁鋼

5—線圈

6—芯軸在測振時，傳感器固定或緊壓于被測系統，磁鋼4與殼體2一起隨被測系統的振動而振動。裝在芯軸6上的線圈5和阻尼環3組成慣性系統的質量塊并在磁場中運動。第7章磁電式傳感器磁電式扭矩傳感器結構示意圖轉軸無負載（無扭矩）以ω旋轉時，兩端輸出等幅、同頻、相差180°的兩近似正弦波；當有負載（有扭矩）時，兩感應輸出產生附加相差0＝n,可見測出附加相差0使可測出扭角＝0/n，從而測出扭矩。扭矩測量12測量儀表uwt如圖(

磁電感應式扭矩傳感器)所示，在轉軸上固定兩個齒輪1和2，它們的材質、尺寸、齒形和齒數均相同。永久磁鐵和線圈組成的磁電式檢測頭3和4對著齒頂安裝。當轉軸不受扭矩時，兩線圈輸出信號相同，相位差為零。轉軸承受扭矩后，相位差不為零，且隨兩齒輪所在橫截面之間相對扭轉角的增加而加大，其大小與相對扭轉角、扭矩成正比。第7章磁電式傳感器§7.5、應用－振動監測飛機地面振動實驗系統原理方框圖激振器電動式激振器按其磁場的形成方法分有永磁式和勵磁式兩種。前者多用于小型激振器，后者多用于較大型的激振器，即振動臺。電動式激振器的結構如圖所示，驅動線圈固裝在頂桿上，并由支承彈簧支承在殼體中，線圈正好位于磁極與鐵芯的氣隙中。當線圈通過經功率放大后的交變電流i時，根據磁場中載流體受力的原理，線圈將受到與電流i成正比的電動力的作用，此力通過頂桿傳到被測對象，即為激振力。

但是，由頂桿施加到被激對象上的激振力，不等于線圈受到的電動力。傳動比（電