测量电磁力

磁电系测量机构是利用通电线圈在磁场中受到磁场作用力产生转动力矩的原理制成的，如图1 所示。

当可动线圈通电时，线圈受均匀辐射型磁场的作用而产生电磁力F，从而形成转动力矩M，使可动局部发生偏转。

根据图中所设电流方向和磁场方向，运用左手定那么，可以判断线圈两有效边所受电磁力F的方向都与线圈平面垂直且方向相反，产生使可动线圈发生顺时针方向偏转的转动力矩，可动线圈便发生顺时针方向的旋转。

图1 磁电系仪表的工作原理示意图设均匀辐射的磁感应强度为B，线圈匝数为N，垂直于磁场方向的可动线圈有效边长为L，那么当通过线圈的电流为r时，每个有效边受的电磁力F为式中 r——转轴中心到线圈有效边的距离，其值为线圈有效边长的1/2。

线圈包围的面积为线圈偏转时引起游丝变形，而产生反作用力矩Ma，这个力矩的大小与游丝变形的大小成正比，也就是和线圈的偏转角a成正比，即反作用力矩为式中 D——游丝的反作用系数，与游丝的力学性质和尺寸有关；a——可动局部偏转角，即指针偏转角。

随着偏转角α不断增大，反作用力矩M，也增大，直到和转动力矩相等时，可动局部因所受力矩到达平衡而停留在一个平衡位置上，指针的偏转角a不再变化。

根据力矩平衡关系得到式中α——指针偏转角；S——可动线圈的有效面积；——电流灵敏度，。

S1电流灵敏度S1由仪表结构参数所决定，对于某一个仪表来讲，它是一个常数，N、S、B、D这些量决定于各仪表的结构和材料性质，其数值都是固定的。

因此，仪表指针偏转角a与通过可动线圈的电流I成正比。

所以磁电系仪表可用来测量电流以及与电流有联系的其他物理量〔即经过变换可以转化为电流的量〕。

而且磁电系仪表标度尺上的刻度是均匀的。

磁电系仪表的测量机构〔磁电系测量机构〕是由固定的磁路系统和可动局部组成，其结构如图1所示。

仪表的固定局部是磁路系统，磁路系统包括永久磁铁1、固定在磁铁两极的极掌2以及处于两个极掌之间的圆柱形铁芯3。

圆柱形铁芯固定在仪表支架上，采用这种结构是为了减少磁阻，并使极掌和铁芯间的空气隙中产生均匀的辐射型磁场。

ｙ
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上 式 中 ，ｌ 隐 含 层 结 点 数 ； ｌ 欧 几 里 德 范 数 ； Ｃ ｎ是 是 Ｘ，ｉ Ｅ
即 ｍ＝ １其 中 Ｋ ＝ Ｂ ， 上 式 可 知 。 在 磁 场 中 的通 电 Ｒ ， 是第 ｉ Ｋ， Ｋ 由 处 ｎ 个基 函数 与输 出结点的连接权值 （ １ ， ，） ｉ ，… ｎ。 ＿２
能 力 ， 以 任 意 精 度 逼 近 任 何 非 线 性 函数 。 文 利 用 Ｒ Ｆ网络 较 强 的 非 线 性 映 射 能 力 对 电磁 力 平 衡 传 感 器 进 行 温度 补偿 。 能 本 Ｂ 实 验表 明该 方法 实现 了传感 器高精度 的温度补偿 。
【 关键词 】 电磁 力平衡传感嚣 温度补偿 Ｒ Ｆ神 经网络 ： Ｂ
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２ ０ 年第 １ ０７ 期
福
建
电 脑
１７ ０
基于Ｒ Ｆ Ｂ 神经网络对电磁力平衡传感器测量精度的研究
陆青丽 ， 郑崇苏
（福 州大学电气工程与 自动化 学院 福 建 福 州 ３ ００ ５ ０ ２）
【 摘
要 】 本 文介 绍一种利用径 向基 函数（Ｂ ） ： Ｒ Ｆ神经 网络 改善 传感 器精度 的新方 法。Ｒ Ｆ网络 具有 良好 的非线性映射 Ｂ
或卸 下称 盘 时 。 天平 横 杆 位 置 发 生 变 化 从 而 带 动 光 阑 移 动 ， 过 通
境温度 的影响可 以通过对电子天平的使用条件加 以约束 ．将其 影响程度减小到最低限度 而温漂主要是来 自环境 温度的影 响 和 天平 内部 的 自身 影响 ， 其形成的原 因复杂 ， 产生 的漂 移大 。 必 须 加 以抑 制 ．温 度 补 偿 主 要 包 括 动 圈 的温 度 补偿 和 永 磁 体 的 温 度补偿 。 动圈的温度补偿主要从 两个 方面采取 措施 ： 一是保持动 圈 电阻不随温度变化 ； 二是保持动圈温度 基本 不变 。 而保 持动 从 圈导线的长度为恒定值。受 环境温度影响磁感应强度 的永磁体 可 以 利 用 热 敏 元 件 和 测 温 电 路来 抑 制 。 ３ 用 于传 感 器 非 线 性 校正 的神 经 网络 ． 受温度影响 的传感器系统可以表示为 ：＝（ｆ 其中 。 ｙ ｆ 。。 ｘ１ ｖ表示 传 感 器 的 输 出 量 ． 示 传 感 器 的 输 入 ｘ表 量 ，表 示 环 境 温 度 。 由于 传 感 器 产 生 的 ｔ 非 线 性 误 差 和 温 度 误 差 ， ｆ ，呈 现 非 使 （ｔ ｘ） 线性。神经 网络对于消除和补偿传感器 图 ２传 感 器 非 系统 的非线性特 性提供 了一种新 途径 ． 线 性 误 差 校 正 如 图 ２所 示 ：

所有的值根据的是6F的测试规范
Now made in China used for US Ford.
In Production 已量产
所有六挡自动变速器车
6D On/Off 构造
In Production 已量产
4
6D on/off 特性
Measurement 电磁力 @ 0.305Amp 电感@ 120Hz, 5mV, 20°C 电阻 @ 20°C 从进口到控制端口的流量@ 64psi, 70°C, 305 mA 从控制端口到排出口的流量@ 10psi, 70°C,1 mA 通电时泄漏量 @ 120psi, 70°C, 305 mA 断电时泄漏量 @ 120psi, 70°C, 1 mA 通电时响应时间 @ 55psi, 70°C 断电时响应时间 @ 55psi, 70°C 通电时响应时间 @ 120psi, 70°C 断电时响应时间 @ 120psi, 70°C Unit PSI mH Ohm mL/s mL/s PSI PSI ms ms ms ms mA mA Min 120 21 25 8 Max 72 23 3 3 50 50 50 50 305 -
Sleeve 轴套
Bobbin 绕线组 O-Ring O 型圈 Filter 过滤网
Pin 顶针
2
6F on/off 特性
Measurement 测量 电磁力@ 0.42Amp 电感 @ 1000Hz, 1V, 20°C 电阻@ 20°C 从进口到控制端口的流量@ 4.37bar, 70°C 从控制端口到排出口的流量@ 1.13bar, 70°C 通电时泄漏量@ 5.5bar, 70°C, 14V 断电时泄漏量@ 5.5bar, 70°C, 0V 通电时响应时间@ 3.3bar, 70°C 断电时响应时间@ 3.3bar, 70°C 开启电流 @ 6bar, 70°C 关闭电流 @ 3.3bar, 70°C Unit bar mH Ohm L/min L/min L/min L/min ms ms mA mA Min 6 29.6 18 2.65 1.98 6 Max 44.8 19 0.04 0.04 90 58 420 -

试验仪器原理一、电子天平原理：电子天平利用电磁力的平衡原理进行测量。

当被测物体放在电子天平的称盘上时，称盘上的电磁振子会产生振动，通过称盘与振子之间的电磁感应，将称盘的振动变为电信号输出。

电子天平会根据电信号的变化判断称盘上物体的重量。

二、分光光度计原理：分光光度计通过将入射的白光经过一系列光学元件分解成不同波长的光束，并通过样品、参比和检测光电池，来测量光束的吸光度。

当样品溶液通过样品池时，它会对一定波长范围内的光吸收一部分，吸光度与溶液中物质浓度成正比。

三、pH计原理：pH计测定物质的酸碱度。

pH计内置一个具有标准化电势的酸碱电极和参比电极。

当电极浸入溶液中时，参比电极会提供一个固定的电势作为参照，而酸碱电极则对溶液的酸碱度产生响应，生成相应的电势。

pH计通过测量这两个电势之间的差异，将其与已知溶液标准化时的电势差进行比较，从而得到溶液的pH值。

四、气相色谱仪原理：气相色谱仪将样品蒸发成气体，并通过柱子内的填充物与移动相进行相互作用。

样品分子会因为在固定相上的亲和力不同而以不同的速率通过柱子，从而分离成不同的成分。

经过柱子的成分会进入一个检测器，检测器根据不同成分的性质产生不同的信号，形成色谱图。

通过对色谱图的分析，可以确定样品中不同成分的含量和种类。

五、光纤光谱仪原理：光纤光谱仪通过将进入光纤的光束在光栅的作用下分散成不同波长的光束，并通过检测器测量光强度，来获得光谱。

入射的光经过光纤传输到样品，样品上的反射和散射会对光强度产生影响。

通过测量不同波长下的光强度变化，可以获得样品的光谱信息，从而分析样品中的成分和性质。

以上是一些常见试验仪器的原理介绍，它们分别通过不同的物理原理来测量或分析样品的性质和组成。