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磁电式传感器工作原理、应用功能科普

小编-niki 网络 1637 2023-05-05 17:48:35

磁电式传感器是一种典型的无源传感器,它利用电磁感应原理,将输入的运动速度转换成线圈中的感应电势输出,直接将被测物体的机械能量转换成电信号输出,工作不需要外加电源,本文要科普的就是磁电式传感器的工作原理以及功能

一、磁电式传感器的工作原理

磁电式传感器的基本原理是利用磁电效应,在磁场作用下产生电势差的特性,当磁场作用于磁性材料时,会使其极化,产生磁矩,当磁矩随着磁场方向变化时,会在材料中产生电势差,即磁电效应,这使得在放置磁性材料的结构中,可以测量电势差,推导出磁场大小。

磁电式传感器通常由磁性材料和金属电极构成,其中磁性材料具有磁场感应和磁电效应,当施加磁场时,磁性材料发生磁现象,导致金属电极端出现电势差。实际上,这两个极端的不同电位差是通过电路中的电荷转移而产生的,这表明任何变化都会导致一个特定的电信号输出。


磁电式传感器的工作原理


实现磁电式传感器测量磁场的方法包括了两种主要的类别,第一种方法基于差动方案,使用了两个磁性材料,被称为磁阻传感器,在这种情况下,一个磁场作用于一个材料,并且电压信号在传感器两个电极之间形成。当另一个磁场作用于另一个磁性材料中时,同样会形成一个电势差,两个磁场之间的不同通过电路的电量转移来进行比较,从而得出磁场的测量结果。

第二种类别利用单一磁性材料中的不同磁区间的反转的磁电效应,这种磁电式传感器通常使用铁磁体薄膜,其中磁区域的反转被很好地控制,使成绩一个输出信号,根据磁场的变化量,可以测量电势差,推导出磁场大小。

二、磁电式传感器的功能

1、测量磁场强度

磁电式传感器最主要的功能是测量磁场强度,在磁场作用下,磁性材料产生电势差,这种电势差可以用来检测磁场的强度,磁电式传感器可用于测量不同方向、不同强度的磁场,具有较高的灵敏度和精度,因此在磁场强度检测方面得到广泛应用。例如,在制造电动发动机、DC电动机和磁性材料的相关行业中,这种传感器被广泛应用。

2、测量电流大小

磁电式传感器还可用于测量电流的大小,其原理是利用闸流管中的磁电效应,将电流转换为电压信号进行测量,在铁磁性的材料中,通过放置一个串联的闸流管,和一个可调谐的电阻来侦测电流。由此,通过读取电阻上的电压,就可以测量电流的大小,此类传感器适用于许多应用场合,包括电力系统、电子设备、电动机等方面。

磁电式传感器的功能

3、外部磁场自动控制

磁电式传感器还可以用于外部磁场的自动控制,比如在营造中,可以使用这种传感器制作某些安全开关,以确保工人不会误触电器,当被保护的机械部件移动时,外部磁场强度发生变化。此时,磁电式传感器能够实时侦测到这种变化,并根据机电装置进行操作,控制整个机械系统的运转。

4、地震和振动监测

当地震或振动发生时,地表的瞬间强烈变化会导致地下磁场的瞬间变化,利用磁电式传感器的灵敏度和反应速度,可以实时检测这种变化。该传感器可将磁场的变化转换为电信号输出,并通过测量输出信号的变化,准确地监测地震和振动的情况。

磁电式传感器具有测量磁场强度和电流大小、外部磁场的自动控制、地震和振动监测等多种功能,这些功能广泛应用于各种实际设备和机械系统中,帮助工程师进行各种测量和控制工作,并提高了生产效率和质量。

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