chap7磁电式传感器PPT学习教案

1、会计学1chap7磁电式传感器磁电式传感器2特点：有源传感器：不需要提供电源;具有双向转换特性;具有较大的输出功率;只适用于动态测量。第1页/共63页3由电磁感应定律，当W匝线圈在均恒磁场中运动时，设穿过线圈的磁通为，则线圈的感应电动势e为：第2页/共63页4线圈在恒定磁场中作直线运动，并切割磁力线，感生电势为：sinsinWBlvdtdxWBleB：磁场磁感应强度；l:每匝线圈的有效长度：运动方向与磁场方向之间的夹角；v:线圈与磁场之间的相对运动速度，m/s线圈相对磁场作旋转运动并切割磁力线，感生电势为：sinsinWBSdtdWBSeS：每匝线圈的围成的面积：线圈平面法线方向与磁场方向之间

2、的夹角；:线圈与磁场之间的相对运动角速度第3页/共63页51一永久磁铁2一软磁铁3一感应线圈4一测量齿轮第4页/共63页6第5页/共63页7被 测 物SN壳体线圈永久磁铁弹簧第6页/共63页8动铁式振动传感器演示振动非常缓慢时：磁铁随壳体运动；快速振动时：磁铁相对壳体运动幅度加大，相位相反。第7页/共63页9动圈式传感器用于振动测试第8页/共63页10而受到反方向的作用力。n空气阻尼：壳体:提供闭合磁路、磁屏蔽mckx0 xm动态特性分析二阶系统表示第9页/共63页11注意：位移符号与书上不同！1001yyy第10页/共63页12设：x0-振动体的绝对位移；xm-质量块的绝对位移ttmxkdt

3、dxcdtxdm22)()(0022xxkxxdtdcdtxdmmmm运动正方向向上，所有力（包括惯性力）假设正方向向上，根据力平衡原理，有：dtdD 令02)()(xkcDxkcDmDm则：第11页/共63页1302)()(xkcDxkcDmDm则：mkc2mk0第12页/共63页14若振动体作简谐振动，将D=j代入：)(2)(1)()(020200jjxxt得：振幅比：第13页/共63页15频率特性：当0时：00 xxt090当 0时：210 xxt00当 0时：10 xxt0180第14页/共63页160第15页/共63页17第16页/共63页18第17页/共63页19测力传感器00.1

4、1.04.01.00.12.010520.70.50.2测振动第18页/共63页20第19页/共63页21例题1：设计一个磁电式振动速度传感器，要求振动频率为50Hz时，最大振幅误差不超过5， 0.6，求传感器的固有频率及输出的相位。解：当 0时，10 xxt1)；LD1D2D3th第41页/共63页43mk02022020021)(）（）（xxt第42页/共63页44第43页/共63页45mkf21021kkk两个弹簧并联：两弹簧选择原则：使质量块处于中间位置。弹簧刚度：垂直放置：下面刚度的大，上面的小。mfK202第44页/共63页46电磁阻尼（金属骨架为阻尼器）：金属骨架在磁场中作相对运

5、动并切割磁力线时，感生涡流并受到磁场力的作用，力的方向与运动方向相反。第45页/共63页47阻尼器的作用：衰减自由振动，降低共振峰，改善频率响应特性，提高测试精度。阻尼系数与阻尼比的关系为：理想的阻尼比为：第46页/共63页48阻尼器电磁阻尼器空气阻尼器金属杯阻尼器Dcp:金属杯平均直径；lg:气隙深度；t: 金属杯的壁厚；: 金属材料的电阻率。第47页/共63页49空气阻尼器（在杯底开空调节阻尼）第48页/共63页50磁电式振动传感器的特点：1）输出阻抗小；2）对绝缘、放大器的要求不高；3）信号强，噪声干扰可忽略；4）体积、重量大，有磨损；5）工作温度不高（120C)；6）频率响应不高(10

6、2000Hz)。（以上相对压电式而言）第49页/共63页51第50页/共63页52第51页/共63页53飞机振动模态分析第52页/共63页54第53页/共63页55第54页/共63页56磁电感应式转速传感器的结构原理如图所示。当安装在被测转轴上的齿轮（导磁体）旋转时，其齿依次通过永久磁铁两磁极间的间隙，从而在线圈上感应出频率和幅值均与轴转速成比例的交流电压信号u0。由于感应电压与磁通的变化率成比例，即 (W是线圈匝数）故随着转速下降输出电压幅值减小，当转速低到一定程度时，电压幅值会减小到无法检测出来的程度。故这种传感器不适合于低速测量。为提高低转速的测量效果，可采用电涡流式转速传感器。tWud

7、d0第55页/共63页5712测量仪表ut第56页/共63页58如图( 磁电感应式扭矩传感器)所示，在转轴上固定两个齿轮1和2，它们的材质、尺寸、齿形和齿数均相同。永久磁铁和线圈组成的磁电式检测头3和4对着齿顶安装。当转轴不受扭矩时，两线圈输出信号相同，相位差为零。转轴承受扭矩后，相位差不为零，且随两齿轮所在横截面之间相对扭转角的增加而加大，其大小与相对扭转角、扭矩成正比。第57页/共63页592022020021)(）（）（振幅比为：xxt第58页/共63页60作业：73，75第59页/共63页61用导磁材料制成的物体运动时，改变磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈的磁通量，使线圈产生感应电动势。磁阻式转速传感器有两种：1.开磁路开磁路结构简单，空气磁阻大。2.闭磁路磁回路由转轴、内外齿轮、线圈回到磁铁闭合。当转轴与被测轴一起转动时，转轴上的内齿轮和磁铁一起转动，内外齿轮的相对运动使磁路气隙发生变化，因而磁阻变