传感器章磁电式

传感器章磁电式第1页，课件共48页，创作于2023年2月磁电式传感器产品CS-CD-1型磁电式速度传感器CD－6型磁电式振动速度传感器SM-16磁电转速传感电动式激振器第2页，课件共48页，创作于2023年2月5.1基本原理与结构形式一、基本原理

——电磁感应定律（1）线圈静止，磁场随时间变动时，线圈内的感应电势e与磁通变化率dφ/dt有如下关系：

（2）线圈在均恒磁场内运动时，线圈内由切割磁力线产生的感应电势为二、结构形式恒磁通式变磁通式第3页，课件共48页，创作于2023年2月磁电式线速度型角速度型N动圈式动铁式变磁通式（变磁阻式）恒磁通式恒磁通式和变磁通式两种结构型式。第4页，课件共48页，创作于2023年2月（一）恒磁通式1、工作原理工作气隙中磁通恒定；永久磁铁与线圈间相对运动，导致线圈切割磁力线；线圈中产生的感应电势e为第5页，课件共48页，创作于2023年2月2、恒磁通式结构分类：动圈式与动铁式永久磁铁与线圈间有相对运动；运动部件可以是线圈（动圈式），也可以是磁铁（动铁式）。第6页，课件共48页，创作于2023年2月磁路系统组成恒磁通气隙磁场：固定的柱形永久磁铁和极掌、筒形磁轭；运动的测量线圈，经膜片弹簧悬挂于气隙磁场中。（a）动圈式第7页，课件共48页，创作于2023年2月（b）动铁式测量时：（1）壳体随被测振动体一起振动，（2）铁心惯性很大，来不及随振动体一起振动，近乎静止不动，振动能量几乎全被弹簧吸收，（3）永久磁铁与线圈之间的相对运动速度v接近于被测振动体振动速度，从而产生感应电势.结构、及测量特点：（1）弹簧较软，运动部件（铁心）质量相对较大，传感器固有频率低。（2）工作频率足够高，远大于传感器固有频率。第8页，课件共48页，创作于2023年2月5.2磁电式传感器（恒磁通）的动态特性一、惯性式（绝对式）磁电传感器

当被测振动频率远高于传感器固有频率ωn

时，

质量块（动铁或动圈）的绝对位移xm≈0。与壳体相对位移xt≈壳体绝对位移x0这一范围为传感器的工作频段，可看作是一个理想的速度传感器。例：固有频率15Hz左右，工作频率45～1500Hz频率下限受传感器ωn限制，第9页，课件共48页，创作于2023年2月二、动圈与测杆相固连的直接式（相对式）磁电传感器工作频率上限取决于传感器的弹簧刚度k值。传感器的频率下限可从零频开始。适于低频振动速度测量。此种传感器如取消顶杆，也可设计成惯性式的。第10页，课件共48页，创作于2023年2月CS-CD-1型磁电式速度传感器

专门用于苏-27、苏-30飞机发动机进行振动测量或飞行中的动态监测a)灵敏度：150mV/cm/s±5%b)测速范围：1～12cm/s；c)工作温度：-20℃～200℃；d)频响：30Hz～500Hz；e)幅值线性度偏差：±5%。5.4磁电感应式传感器的应用磁电速度传感器产品1－动铁式第11页，课件共48页，创作于2023年2月CD－6型磁电式振动速度传感器安装在各种旋转机械装置的轴承盖上磁电式速度传感器2－动圈式灵

敏

度：50mv/mms-1

频率响应（可选）：5-100Hzb.10-500Hz可测振幅：≤2000μm(p-p)最大加速度：10g测量方向：垂直或水平外形：φ35×78mm，重量：约350g

第12页，课件共48页，创作于2023年2月（二）变磁通式——非接触式测量原理：由磁路磁阻变化，引起磁通变化而在线圈中产生感应电势，又称为变磁阻式结构第13页，课件共48页，创作于2023年2月闭磁路变磁通式——测量旋转物体的角速度永久磁铁1与线圈4固定；铁心3的转动使气隙5变化，引起磁路磁阻变化；从而引起磁通变化，在线圈中产生感应电势为铁心角速度，A为线圈面积，磁路中磁通密度之差B＝Bmax－Bmin，感应电势为：感应电势的幅值和频率均可反映铁心转速第14页，课件共48页，创作于2023年2月开磁路变磁通式磁铁1、铁心2、线圈3静止不动；测量齿轮4随被测体一起转动。每转过一个齿，齿的凹凸引起气隙变化一次，使磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次；第15页，课件共48页，创作于2023年2月线圈中产生的感应电势，其变化频率等于被测转速与测量齿轮上齿数的乘积。第16页，课件共48页，创作于2023年2月磁电式传感器的安装第17页，课件共48页，创作于2023年2月构成：与永久磁铁1和感应线圈3固定的内齿轮6、被测转轴上的外齿轮5；内外齿轮齿数相同。内、外齿轮的相对转动使气隙磁阻产生周期性变化，从而引起磁路中磁通的变化，使线圈内产生周期性变化的感应电动势。感应电势的频率与被测转速成正比。闭磁路变磁通式传感器第18页，课件共48页，创作于2023年2月磁电式传感器产品（二）

——变磁通式第19页，课件共48页，创作于2023年2月TQG2(B)型

磁电式转速传感器使用环境条件工作温度（℃）

-40～80空气相对湿度（﹪）

≤90（25℃）

主要性能参数电源电压（VDC）（V）：

TQG2型

-无源

；

TQG2B型

-自带整形放大电路，其供电为15V被测齿盘：电机齿轮

输出脉冲幅值（VDC）（V）：1～50通道数：

1

转速测量范围（r/min）：18～2000每转脉冲数：

等于被测齿轮齿数输出波形：

TQG2型

-正弦；

TQG2B型-方波绝缘介电强度（V）：

1500[50Hz60s]绝缘电阻（MΩ）：

200（25℃）[用500V兆欧表检]冲击试验条件：

30g第20页，课件共48页，创作于2023年2月能将转角位移转换成电信号供计数器计数，非接触测量各种导磁材料如：如齿轮、叶轮、带孔（或槽、螺钉）圆盘的转速及线速度。不需电源和润滑油，与一般二次仪表均可配用。技术参数：1、输出波形：≥50r/min时近似正弦波2、输出信号幅值：50r/min时≥300mV3、测量范围：50～5000Hz4、输出形式：X12K4P四芯插头1、SM-16磁电转速传感器第21页，课件共48页，创作于2023年2月磁电式传感器应用传感器应用系统设计一、目标分析二、相关行业知识三、选择测量参数四、传感器选择五、系统构成特点第22页，课件共48页，创作于2023年2月2、转矩传感器--磁电式扭矩传感器第23页，课件共48页，创作于2023年2月JZ型转矩传感器--磁电式扭矩传感器工作原理图扭矩M与两横截面的相对扭转角成正比第24页，课件共48页，创作于2023年2月机械结构示意图1信号发生器由安装在弹性轴上的外齿轮、安装在套筒内的内齿轮、固定在机座内的导磁环、磁钢、线圈及导磁支架组成封闭的磁路。第25页，课件共48页，创作于2023年2月第26页，课件共48页，创作于2023年2月套筒的作用当转速较低或者不转时使内齿轮反向转动，提高内外齿之间的相对转速，以增加输出信号的幅度，保证转矩测量精度。机械结构

示意图2第27页，课件共48页，创作于2023年2月3、在ABS系统中的应用ABS制动防抱死系统，英文全称是Anti-lockBrakingSystem

如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。第28页，课件共48页，创作于2023年2月ABS作用原理制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。其滑移率δ=(Vt-Va)/Vt×100%为了取得最佳的制动效果，应控制其滑移率在15%～20%范围内。ABS的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。第29页，课件共48页，创作于2023年2月ABS的两种控制方式1.双参数控制系统组成：由车速传感器(测速雷达)、轮速传感器、控制装置(电脑)和执行机构组成。工作原理：测量车速Vt和轮速Va信号，计算出实际滑移率(Vt-Va)/vt×100%，与理想滑移率15%～20%作比较，通过电磁阀增减制动器的制动力。

第30页，课件共48页，创作于2023年2月2．单参数控制

以车轮的角减速度为控制对象，调节车轮的制动力，实现防抱死制动，主要由轮速传感器、控制器(电脑)及电磁阀组成。轮速传感器装在变速器外壳，由变速器输出轴驱动，它所产生的频率信号与轮速成正比。第31页，课件共48页，创作于2023年2月第32页，课件共48页，创作于2023年2月第33页，课件共48页，创作于2023年2月传感器与低碳钢材质制成的模数m=1.5mm的渐开线齿轮相匹配齿圈装在轮毂上，传感器与车桥壳联在一起，工作间隙为0.5～2mm传感器可输出0.05～1.5kHz的正弦交流电压，齿轮转动时，齿圈上的齿和齿槽交替通过传感器，从而使磁路的磁阻变化。用于ABS的磁电式传感器

第34页，课件共48页，创作于2023年2月输入输出特性：V=V0+K*Z*(n—n0)／60000V——输出电压(V)；V。——输出电压阈值(V)，V0≥0．125V：Kz——灵敏度(mv／Hz)，K≥0．5mv／Hz；Z——齿轮齿数；n——齿轮转数(r／min)；n0

——转数阈值(r／min)。传感器阈值≤0．05kHz，迟滞≤0.05%f第35页，课件共48页，创作于2023年2月正确使用传感器线圈内径对传感器的分辨率起决定作用与弹簧衬套配合部分的外径为16，长度为40，与之相配的齿轮模数m≥1.5mm，齿长取16mm为宜齿圈(脉冲环)由导磁能力良好的材料制成，多为低碳钢，或导磁能力好的粉末冶金制造，齿圈的齿数宜为90～ll5。第36页，课件共48页，创作于2023年2月检查传感器安装好后，应首先用万用表检查其线圈阻值，其阻值一般为1000～2000，超出此范围，表明线圈及传感器电缆有断路或短路现象，应更换传感器。用手转动齿圈，用万用表检查传感器的输出电压，传感器应能输出0.1kHz、0.15V的交流电压。第37页，课件共48页，创作于2023年2月ABS控制过程：以车轮角加、减速度为控制参数，分别给出车轮角减速度门限值A（-127、-111、-95rad/s2）、角加速度门限值B(2、1、1rad/s2)。开始刹车时为匀速行驶＝0，进行制动减速，<0当<A时，给出控制信号减少制动力，在惯性作用下，当＝0时停止减速，继续在惯性作用下>0开始加速，当>B时，再次给出控制信号进行制动，直到<A，重复上述过程第38页，课件共48页，创作于2023年2月传统制动系统与ABS制动系统制动的比较：1．在干燥路面上，两者的制动距离基本相同2．在碎石、潮湿或雪地等路况下紧急制动，ABS制动系统的制动距离可能长于传统制动系统。启动ABS系统时，由于持续不断地对制动系统施加或泄压制动力，驾驶者可能会感觉到踏板的脉动。第39页，课件共48页，创作于2023年2月4、汽车安全气囊磁电式传感器此传感器可安装在汽车任何位置，通过调整某些参数，识别峰值为0～588m／s2和时间脉宽为0～20ms的碰击加速度信号，在加速度峰值和时间脉宽同时满足要求的条件下，为气囊输出一触发信号，打开空气发生器，使气囊充气对人进行保护第40页，课件共48页，创作于2023年2月调整弹簧刚度时，可改变加速度信号的宽度第41页，课件共48页，创作于2023年2月第42页，课件共48页，创作