磁电式传感器

磁电式传感器磁电式传感器利用电磁感应原理将输入运动速度变换成感应电势输出，是一种有源传感器。

它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号。

并且，它具有双向转换特性，利用其逆转换效应可构成力(矩)发生器和电磁激振器等。

有时磁电式传感器也称作电动式或感应式传感器，它只适合进行动态测量。

由于它有较大的输出功率，故配用电路较简单；零位及性能稳定；工作频带一般为10～1000Hz。

目录∙磁电式传感器的构成∙磁电式传感器的原理及特性∙磁电式传感器的实验∙磁电式传感器的技术参数∙磁电式传感器的应用∙磁电式传感器的构成o磁电式传感器构成：磁路系统、线圈1、磁路系统由它产生恒定直流磁场。

为了减小传感器的体积，一般都采用永久磁铁；2、线圈由它运动切割磁力线产生感应电动势。

作为一个完整的磁电式传感器，除了磁路系统和线圈外，还有一些其它元件，如壳体、支承、阻尼器、接线装置等。

∙磁电式传感器的原理及特性o（1）工作原理磁电式传感器的工作原理如图1 所示，它主要由旋转的触发轮（被等分的齿轮盘,上面有多齿或缺齿）和相对静止的感应线圈两部分组成。

当柴油机运行时，触发轮与传感器之间的间隙周期性变化，磁通量也会以同样的周期变化，从而在线圈中感应出近似正弦波的电压信号。

（2）输出特性由磁电式传感器工作原理可知，其产生的交流电压信号的频率与齿轮转速和齿数成正比。

在齿数确定的情况下，传感器线圈输出的电压频率正比于齿轮的转速，其关系为式中，n 为发动机转速，r/ s；z 为触发轮被等分的齿数；f 为磁电式传感器的输出信号频率，Hz 。

磁电式传感器的输出电压不仅与传感器和触发轮间的间隙（d ）有关,而且与n 有关。

为了设计合理的磁电式传感器信号处理模块，本研究在不同的d 以及n 条件下,通过大量的试验测出传感器的输出电压特性。

图2 为不同的n 条件下,7 X 传感器输出峰值电压与d 的关系;图3 为在不同的d 条件下,7 X 传感器输出峰值电压与n 的关系。

48 X 传感器输出峰值电压信号特征也如此。

从图中可看出,在同一d 条件下,传感器输出的峰值电压随n 升高而增大；在同一n 条件下,d 越小, 其输出峰值电压越高。

由此可以拟合出传感器的输出峰值电压特性为式中, V 为传感器输出峰值电压,V；n 为发动机转速,r/ s；d 为传感器与触发轮间的间隙,mm；K 为与传感器有关的参数。

磁电式传感器的实验o一、实验原理：磁电式传感器是一种能将非电量的变化转为感应电动势的传感器，所以也称为感应式传感器。

根据电磁感应定律，ω匝线圈中的感应电动势e的大小取决于穿过线圈的磁通?的变化率：霍尔式传感器是一种磁电传感器，它利用材料的霍尔效应而制成。

该传感器是由工作在两个环形磁钢组成的梯度磁场和位于磁场中的霍尔元件组成。

当霍尔元件通以恒定电流时，霍尔元件就有电势输出。

霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。

二、实验所需部件：直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微头。

三、实验步骤：1．了解霍尔传感器的结构和在实验仪上的位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号。

霍尔片安装在实验仪的振动圆盘上，两个半圆形永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组成霍尔式传感器。

2．差动放大器调零。

之后关闭电源，放大器增益调到最小。

3．装好测微头，调节它带动振动台位移，使霍尔片置于半圆形磁钢上下正中位置。

打开电源，调节WD或微调测微头使电压表示数为0。

4．以此为起点，向上和向下位移测微头，每次0.5mm，记录输出数据，分别填入相应的表格中。

四、注意事项：1．实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰。

2．接插线插入插孔，以保证接触良好，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。

3．稳压电源不要对地短路。

所有单元电路的地均须与电源地相连。

4．一旦调整好，测量过程中不能移动磁路系统。

5．直流激励电压须严格限定在2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件。

磁电式传感器的技术参数o1．输出波形：近似于正弦波2．输出信号幅值：当传感器铁芯和被测齿轮齿顶间间隙＆=0.5mm，齿数z=60，齿轮模数m=2及40转/分时，输出电压V≥70mV3．测量范围：0-49999Hz4．使用时间：连续使用5．环境温度：-20 ～65 ℃6．相对湿度：≤ 65%7．输出尺寸：二线制（双芯屏蔽线）8. 输出信号：4-20MA磁电式传感器的应用o磁电式传感器主要用于振动测量。

其中惯性式传感器不需要静止的基座作为参考基准，它直接安装在振动体上进行测量，因而在地面振动测量及机载振动监视系统中获得了广泛的应用。

霍尔传感器的工作原理、分类及应用 2011年06月14日09:38 生意社生意社06月14日讯霍尔传感器是一种磁传感器。

用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。

霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。

霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。

一、霍尔效应霍尔元件霍尔传感器霍尔效应如图1所示，在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压，它们之间的关系为。

式中d 为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。

上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。

（二）霍尔元件要用———根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。

它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

（三）霍尔传感器由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。

霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如图2所示，是其中一种型号的外形图。

二、霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

（一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。

（二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。

三、霍尔传感器的特性（一）线性型霍尔传感器的特性输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图3所示，可见，在B1～B2的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。

（二）开关型霍尔传感器的特性如图4所示，其中BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度。

当外加的磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRP时，传感器才由低电平跃变为高电平。

Bop与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。

另外还有一种“锁键型”（或称“锁存型”）开关型霍尔传感器，其特性如图5所示。

当磁感应强度超过动作点Bop时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变（即锁存状态），必须施加反向磁感应强度达到BRP时，才能使电平产生变化。

四、霍尔传感器的应用要用——按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。

前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，这个磁场是被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电学量来进行检测和控制。

（一）线性型霍尔传感器主要用于一些物理量的测量。

例如：1．电流传感器由于通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。

利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。

其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。

霍尔电流传感器工作原理如图6所示，标准圆环铁芯有一个缺口，将霍尔传感器插入缺口中，圆环上绕有线圈，当电流通过线圈时产生磁场，则霍尔传感器有信号输出。

2．位移测量如图7所示，两块永久磁铁同极性相对放置，将线性型霍尔传感器置于中间，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。

如果把拉力、压力等参数变成位移，便可测出拉力及压力的大小，如图8所示，是按这一原理制成的力传感器。

二）开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。

1．测转速或转数如图9所示，，在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转数（计数器），若接入频率计，便可测出转速。

如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上，当装在运动车辆上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。

根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。

2．各种实用电路开关型霍尔传感器尺寸小、工作电压范围宽，工作可靠，价格便宜，因此获得极为广泛的应用。

下面列举两个实用电路加以说明：电路1 防盗报警器如图10所示，将小磁铁固定在门的边缘上，将霍尔传感器固定在门框的边缘上，让两者靠近，即门处于关闭状态时，磁铁靠近霍尔传感器，输出端3为低电平，当门被非法撬开时，霍尔传感器输出端3为高电平，非门输出端Y为低电平，继电器J吸合，Ja闭合，蜂鸣器得电后发出报警声音。

电路2 公共汽车门状态显示器使用霍尔传感器，只要再配置一块小永久磁铁就很容易做成车门是否关好的指示器，例如公共汽车的三个门必须关闭，司机才可开车。

电路如图11所示，三片开关型霍尔传感器分别装在汽车的三个门框上，在车门适当位置各固定一块磁钢，当车门开着时，磁钢远离霍尔开关，输出端为高电平。

若三个门中有一个未关好，则或非门输出为低电平，红灯亮，表示还有门未关好，若三个门都关好，则或非门输出为高电平，绿灯亮，表示车门关好，司机可放心开车。

参考链接：中国化工设备网：/detail-5806833.html[ 相关资讯]发表评论| 查看评论| 打印文章| 关闭文章∙氧分析仪和在线气体分析仪应用中的难点(03-12 11:20)∙恒温恒湿箱所应用的制冷技术方案(03-09 13:59)∙IKN 粉液混合机和高剪切分散机在电池行业应用(03-07 15:46)∙化工压力容器检验中金相检验的应用(03-07 15:45)∙高速离心机技术在生物学上的应用(03-05 14:35)∙LS350螺旋输送机应用领域(02-22 15:07)∙新型筛网沉降离心机在古矿选煤厂煤泥水系统中的应用(02-06 10:01)∙粉体流冷却器应用于重质纯碱冷却工艺(01-20 10:40)免责声明：浙江网盛生意宝股份有限公司对生意宝上刊登之所有信息不声明或保证其内容之正确性或可靠性；您于此接受并承认信赖任何信息所生之风险应自行承担。