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磁电式传感器 (Magnetic sensors)在线视频

磁电式传感器 (Magnetic sensors)

下一节:霍尔传感器 (Hall sensors)

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磁电式传感器 (Magnetic sensors)课程教案、知识点、字幕

接下来我们介绍一下磁电式传感器

首先看看

磁电式传感器是怎么定义的

那么它的定义是这样给出的

一种将被测物理量

转换为感应电动势的装置

我们称之为什么呢

电磁感应式的

或者叫电动力式的传感器

从上面这个定义

我们可以看到

它是由电磁感应定律知道

当穿过一个线圈的磁通Φ

发生变化的时候

线圈当中就会产生感应电动势

那么后边这个4.101式

就可以看到

这就是感应电动势

一个基本的公式

那么从磁电式传感器而言

它的分类呢有三种

一种是动圈式的

一种是动磁铁式的

还有一种是磁阻式的

下面这张图片呢

就是磁电式的传感器

那么我们可以看到

有各式各样的磁电式的传感器

它的外形都是不完全一样的

有低频率的磁电式的位移传感器

还有磁电式的转速的传感器等等

那么接下来我们看一下

它的变换的原理

前面我们已经谈到

它是利用电磁感应定律

来进行工作的

那么磁电式的传感器

是把被测量的物理量

转换为感应电动势的一种转换器

那么从下面的公式当中

我们可以看到

U是等于下面这些

相关的表达式所表达的

在这个式子当中

我们可以看到

B是磁感应强度

S是线圈截面积

N是线圈的匝数

Φ是磁通

Rm是磁阻

v是线圈的运动速度

这个感应电动势

是和这几个重要的物理量

是相关的

那么其中这个磁通的变化率

它实际上是与磁感应强度

磁阻、线圈运动速度是密切相关的

如果我们改变其中一个因素

都会改变线圈的感应电动势的

那么这是它的分类情况

前面我们已经谈到了

磁电式传感器

它有动圈式的和磁阻式的

在动圈式的磁电式传感器当中

有线速度型

还有角速度型的

那么这就是动圈式的

传感器的示意图

我们可以看到

有线速度型的

和角速度型的

那么感应电动势e的大小

是正比于线圈的运动速度v

通过测量感应电动势

我们就可以直接得到

线圈的运动速度

包括它的加速度或者是位移的

那么下面我们看一看

线位移式装置

它的磁电式传感器的工作原理

我们可以看一下

当弹簧片敏感

有一个速度的时候

线圈就在磁场当中做直线运动

从而呢切割磁力线

因此我们就得到了

所谓的感应电动势e

那我们可以看到

4.102式当中

它实际上

是跟以下几个物理量是有关系的

首先是B—磁场的感应强度

还有l—单匝的线圈的有效长度

还有W—有效线圈的匝数

还有是v是敏感轴方向的

线圈相对于磁场的速度

还有是θ—线圈运动方向

与磁场方向的夹角

那么上面的式子

如果说当线圈运动方向

与磁场方向垂直

也就是θ等于90度的时候

我们就可以把4.102式

写成4.103式

也就是e=WBlvy

那么得到的结论是这样的

当传感器的结构参数

B、l、W选定的时候

则感应电动势e的大小

就正比于线圈的运动速度vy

我们把这种传感器称为

速度的传感器

那么将被测到的速度

经过微分和积分运算的时候

我们就可以得到

运动物体的加速度和位移

因此速度传感器

又可以用来测量运动物体的

位移和加速度

那么应该说此类式的传感器

它的应用也是非常的广泛的

那么对于角速度型的

动圈式的传感器它的结构

当这个线圈在磁场中转动的时候

会产生感应电动势

它是由4.104式所表达的

其中这个e跟

以下几个物理量是密切相关的

首先是B—磁场的感应强度

W—是有效线圈的匝数

ω呢是线圈转动的角频率

A是单匝线圈的截面积

k是依赖于结构的参数

通常呢k是大于1的

因此我们说

当我们选定W、B、A的时候

感应电动势e

就与线圈相对于磁场的

运动的角速是成正比的

因此这种传感器

是可以用于测量物体的转速的

那么磁电式传感器就介绍到这儿

好同学们

这一课的内容我们就讲授到这里

我们下节课再见

测试与检测技术基础课程列表:

Week1 绪论 (Introduction)

-测试技术发展与研究内容 (The development of measurement technology)

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-测量的本质与基本前提 (The precondition and foundation of measurement)

--测量的本质与基本前提

-标准及其单位 (Standards and Units)

--标准及其单位

-本章小结 (Chapter summary)

--本章小结

Week2 测试信号分析与处理(1)(Signal processing I)

-测试信号分析与处理基础知识 (Basic knowledge of signal processing)

--测试信号分析与处理基础知识

-周期信号的频域描述 (Fourier series)

--周期信号的频域描述 (Fourier series)

-非周期信号的频域描述 (Fourier transform)

--非周期信号的频域描述 (Fourier transform)

-Class Exercise1

-Homework1

Week3 测试信号分析与处理(2) (Signal processing II)

-傅里叶变换的性质 (The property of Fourier transform)

--傅里叶变换的性质 (The property of Fourier transform)

-功率信号的傅里叶变换 (Fourier transform of power signal)

--功率信号的傅里叶变换 (Fourier transform of power signal)

-本章小结 (Chapter summary)

--本章小结 (Chapter summary)

-Class Exercise2

-Homework2

Week4 测试信号分析与处理(3)(Signal processing III)

-随机信号的描述 (Description of random signal)

--随机信号的描述 (Description of random signal)

-随机过程主要特征参数 (Characteristic parameters of stochastic process)

--随机过程主要特征参数 (Characteristic parameters of stochastic process)

-相关分析 (Correlation analysis)

--相关分析 (Correlation analysis)

-功率谱分析与巴塞伐尔定理 (Power spectral analysis and Parseval’s theorem)

--功率谱分析与巴塞伐尔定理 (Power spectral analysis and Parseval’s theorem)

-Class Exercise3

-Homework3

Week5 测试信号分析与处理(4) (Signal processing IV)

-数字信号处理概述 (Outline of digital signal processing)

--数字信号处理概述 (Outline of digital signal processing)

-离散傅里叶变换 (Discrete Fourier transform)

--离散傅里叶变换 (Discrete Fourier transform)

-离散傅里叶变换的性质 (The property of discrete Fourier transform)

--离散傅里叶变换的性质 (The property of discrete Fourier transform)

-采样定理 (Sampling theorem)

--采样定理 (Sampling theorem)

-泄漏与加窗 (Spectral leakage and windowing)

--泄漏与加窗 (Spectral leakage and windowing)

-栅栏效应 (Picket fence effect)

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-快速傅里叶变换 (Fast Fourier transform)

--快速傅里叶变换 (Fast Fourier transform)

-Class Exercise4

-Homework4

Week6 测试系统特性分析(1) (Analysis of measurement system I)

-测试系统概述 (Outline of the measurement system)

--测试系统概述 (Outline of the measurement system)

-测量误差 (Measurement error)

--测量误差 (Measurement error)

-测试系统的静态特性 (Static characteristics)

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-测试系统的动态特性 (Dynamic characteristics)

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-Class Exercise5

-Homework5

Week7 测试系统特性分析(2) (Analysis of measurement system II)

-伯德图与奈奎斯特图 (Bode plot and Nyquist plot)

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-一阶惯性系统 (First-order system)

--一阶惯性系统 (First-order system)

-二阶惯性系统 (second-order system)

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-测试系统对典型激励的响应函数 (The response function of typical signal stimulus)

--测试系统对典型激励的响应函数 (The response function of typical signal stimulus)

-测试系统实现精确测量的条件 (The preconditions of accurate measurement)

--测试系统实现精确测量的条件 (The preconditions of accurate measurement)

-测试系统的负载效应 (Loading effect)

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-Class Exercise6

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Week8 被测量的获取(1) (Sensors I)

-被测量获取的基本概念 (Outline of sensors)

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-传感器的分类 (The category of sensors)

--传感器的分类 (The category of sensors)

-电阻式传感器 (Resistive sensors)

--电阻式传感器 (Resistive sensors)

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Week9 被测量的获取(2) (Sensors II)

-电感式传感器 (Inductive sensors)

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-电容式传感器 (Capacitive Sensors)

--电容式传感器 (Capacitive Sensors)

-压电传感器 (Piezoelectric sensors)

--压电传感器 (Piezoelectric sensors)

-磁电式传感器 (Magnetic sensors)

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Week10 被测量的获取(3) (Sensors III)

-霍尔传感器 (Hall sensors)

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-图像传感器 (CCD image sensor)

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-光纤传感器 (Fiber optic sensor)

--光纤传感器 (Fiber optic sensor)

-传感器选用原则 (Selection principles of sensors)

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-Class Exercise9

-Homework9

Week11 测试信号的转换与调理(1) (Signal conditioning I)

-测试信号转换绪论 (The introduction of signal conditioning)

--测试信号转换绪论 (The introduction of signal conditioning)

-电桥 (Bridge circuit)

--电桥 (Bridge circuit)

-调制与解调 (Modulation and demodulation)

--调制与解调 (Modulation and demodulation)

-Class Exercise10

-Homework10

Week12 测试信号的转换与调理(2) (signal conversion II)

-滤波器概述 (Outline of filter)

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-滤波器的一般特性 (The characteristics of filter)

--滤波器的一般特性 (The characteristics of filter)

-滤波器的类型介绍 (The category of filter)

--滤波器的类型介绍 (The category of filter)

-滤波器的综合运用与MATLAB实现 (The application of filter and MATLAB realization)

--滤波器的综合运用与MATLAB实现 (The application of filter and MATLAB realization)

-Class Exercise11

-Homework11

Week13 虚拟测试系统 (Virtual instruments)

-虚拟仪器技术概述

--虚拟仪器技术概述

-Class Exercise12

-Homework12

磁电式传感器 (Magnetic sensors)笔记与讨论

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