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第七章磁电式传感器§7.1概述§7.2磁电式振动传感器§7.3设计基础§7.4应用上页下页返回§7.1概述利用电磁感应原理，将输入运动速度转换成感应电动势输出的传感器。有源传感器具有较大的输出功率具有双向转换特性只应用于动态测量工作原理根据电磁感应定律，当W匝线圈在均恒磁场中运动时，设穿过线圈的磁通为φ，则线圈的感应电势e为：线圈在恒定磁场中作直线运动，并切割磁力线：B：磁场磁感应强度；l:每匝线圈的长度θ：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基本结构类型变磁通式：磁铁、线圈均不动，感应电势由变化的磁通产生恒定磁通式：工作气隙中磁通不变，线圈中的感应电势由线圈相对永久磁铁运动并切割磁力线产生变磁通式1一永久磁铁2一软磁铁，3一感应线圈4一测量齿轮被测物§7.2磁电式振动传感器一、工作原理与动态特性SN壳体线圈永久磁铁弹簧构成永久磁铁线圈弹簧阻尼器电磁阻尼：金属骨架在磁场中运动产生空气阻尼：壳体二阶系统表示mckx0xmx0---振动体的绝对位移；xm---质量块的绝对位移若振动体作简谐振动，将D=jw代入：w/w0xt/x00131.0-90-180φ讨论当w>>w0（w>3w0)时，xt/x=1xt=x0,m看作静止不动φ=180线圈中的感应电势：e=WBlv灵敏度：s=WBl振动速度输出电压vAvBvC工作范围实际特性理想特性速度太小（〈vA),惯性力不足以克服摩擦力速度太大（〉Vc),惯性太大，超出弹簧弹性范围二、结构特点动圈式：永久磁铁与传感器壳体固定，线圈组件用柔软的弹簧支撑。又称直接式动铁式：线圈组件与传感器壳体固定，永久磁铁用柔软的弹簧支撑。又称惯性式m↓c↑改善频响特性动圈式NS永久磁铁线圈弹簧§7.3.1设计基础一、磁路计算HBBrHc矫顽力Hc：剩余磁感应强度Br：去磁曲线B=f(H)：最大磁能积(BH)m：永久磁铁的工作点HB0ABDO’确定原则：使永久磁铁尽可能工作在最大磁能积上，此时磁铁体积最小。永久磁铁的尺寸由工作点D（B、H）值计算磁铁尺寸：由磁通连续性定理和磁路基尔霍夫第一定律：SNδ若B已知：工作气隙设计保证线圈窗口面积，容纳足够的线圈匝数保证均匀而较强的气隙磁场气隙宽度δ与气隙深度lg之比〈1/4Bδlg二、线圈组件设计LD1D2D3th§7.3.2参数设计一、固有频率的确定所以：K↓↓、m↑→w0↓↓K↓↓→静挠度↑w/w0>3弹簧刚度计算阻尼系数计算电磁阻尼（金属骨架为阻尼器）：金属骨架产生涡流效应并受到磁场力的作用，力的方向与运动方向相反。电磁阻尼器§7.4应用振动监测：输出阻抗小对绝缘、放大器的要求不高噪声干扰可忽略体积、重量大，有磨损频率响应不高动圈式振动传感器弹簧片阻尼杯磁钢芯轴壳体线圈引线机

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