什么是磁電式傳感器
磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理,將輸入的運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電勢輸出。它直接將被測物體的機(jī)械能量轉(zhuǎn)換成電信號輸出,工作不需要外加電源,是一種典型的無源傳感器。由于這種傳感器輸出功率較大,因而大大地簡化了配用的二次儀表電路。
磁電式傳感器有時(shí)也稱作電動(dòng)式或感應(yīng)式傳感器, 它只適合進(jìn)行動(dòng)態(tài)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(wěn)定。
磁電式傳感器設(shè)計(jì)原則
磁電感應(yīng)式傳感器有兩個(gè)基本元件組成:一個(gè)是產(chǎn)生恒定直流磁場的磁路系統(tǒng),為了減小傳 感器體積,一般采用永久磁鐵;另一個(gè)是線圈,由它與磁場中的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。感應(yīng) 電動(dòng)勢與磁通變化率或者線圈與磁場相對運(yùn)動(dòng)速度成正比,因此必須使它們之間有一個(gè)相對運(yùn) 動(dòng)。作為運(yùn)動(dòng)部件,可以是線圈,也可以是永久磁鐵。所以,必須合理地選擇它們的結(jié)構(gòu)形式、 材料和結(jié)構(gòu)尺寸。以滿足傳感器的基本性能要求。
對于慣性式傳感器,具體計(jì)算時(shí),一般是先根據(jù)使用場合、使用對象確定結(jié)構(gòu)形式和體積大 小(即輪廓尺寸),然后根據(jù)結(jié)構(gòu)大小初步確定磁路系統(tǒng),計(jì)算磁路以便決定磁感應(yīng)強(qiáng)度B。這樣,由技術(shù)指標(biāo)給定的靈敏度S值以及確定的B值,由S = e/v= BιN即可求得線圈的匝數(shù)N。因?yàn)?在確定磁路系統(tǒng)時(shí),氣隙的尺寸已經(jīng)確定了,線圈的尺寸也已確定,亦即 ι已經(jīng)確定。根據(jù)這些 參數(shù),便可初步確定線圈導(dǎo)線的直徑d。從提高靈敏度的角度來看,B值大,S值也大,因此磁路 結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)大些。只要結(jié)構(gòu)尺寸允許,磁鐵可盡量大些,并選擇B值大的永磁材料,匝數(shù)N也可 取得大些。當(dāng)然具體計(jì)算時(shí)導(dǎo)線的增加也是受其他條件制約的,各參數(shù)的選擇要統(tǒng)一考慮,盡量從優(yōu)。
磁電式傳感器和霍爾傳感器的區(qū)別
1、外接插頭線數(shù)量不一樣
霍爾傳感器外接插頭線有三根,其中兩根為電源線,一根為信號線;磁電式傳感器外接插頭線有兩根都為信號線。
2、傳感器類型劃分不一樣
霍爾傳感器為“有源”傳感器,需要有電源外部供電;磁電式傳感器為“無源”傳感器,無需電源外部供電。
3、工作原理不一樣
磁電傳感器是利用電磁感應(yīng)原理,將輸入運(yùn)動(dòng)速度變換成感應(yīng)電勢輸出的傳感器,不需要輔助電源,就能把被測對象的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成易于測量的電信號;
霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)原理,洛侖茲力的作用下,偏置電流I的電子流在通過霍爾半導(dǎo)體時(shí)向一側(cè)偏移,使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差,產(chǎn)生霍爾電壓,需要輔助電源才能正常工作。
4、優(yōu)缺點(diǎn)不一樣
磁電式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn): 磁電式輪速傳感器結(jié)構(gòu)簡單成本低,但存在下述缺點(diǎn):一是其輸出信號的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。若車速過慢,其輸出信號低于1V,電控單元就無法檢測;二是響應(yīng)頻率不高。當(dāng)轉(zhuǎn)速過高時(shí),傳感器的頻率響應(yīng)跟不上;三是抗電磁波千擾能力差。目前,國內(nèi)外ABS系統(tǒng)的控制速度范圍一般為15 km/h ~ 160 km/h,今后要求控制速度范圍擴(kuò)大到8 km/h ~ 260 km/h以至更大,顯然磁電式輪速傳感器很難適應(yīng)。
霍爾輪速傳感器的優(yōu)缺點(diǎn):霍爾輪速傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn):其- -是輸出信號電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響;其=是頻率響應(yīng)高,其響應(yīng)頻率可高達(dá)20 kHz,相當(dāng)于車速為1 000 km/h時(shí)所檢測的信號頻率;其三是抗電磁波干擾能力強(qiáng)。