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壓磁元件工作原理及結構

   2019-10-15 十二38
核心提示:當鐵磁材料上同時繞有激磁繞組和測量繞組時,磁導率的變化就轉換為繞組間耦合系數的變化,從而使輸出電勢發生變化,通過相應的測量電路,就可以根據輸出電勢的變化來衡量外力作用。
      壓磁式傳感器是一種無源傳感器。它是利用鐵磁材料的壓磁效應,在受外力作用時,鐵磁材料內部產生應力或應力變化,引起鐵磁材料磁導率的變化而制成的傳感器。當鐵磁材料上同時繞有激磁繞組和測量繞組時,磁導率的變化就轉換為繞組間耦合系數的變化,從而使輸出電勢發生變化,通過相應的測量電路,就可以根據輸出電勢的變化來衡量外力作用。

       壓磁原件是壓磁式傳感器的外部作用力的敏感元件,它是壓磁式傳感器的核心部分。其基本工作原理如下:

轉換68
 
       壓磁元件的工作原理如圖10-21a所示。在硅鋼片上沖有四個對稱的圓孔1、2和3、4孔1、2間繞有激磁繞組(初級繞組)
n12,孔3、4間繞有測量繞組(刺激繞組)n34,當激磁繞組n12通過一定的交變電流時,鐵芯中就產生一定大小的磁場。若將孔間分成A、B、C、D四個部分,在不受外力作用時,則這四個部分的磁導率相同,磁力線呈軸對稱分布,合成磁場強度H平行于測量繞組n34的平面,磁感線不與測量繞組n34交鏈,故不會產生電勢,如圖10-21b所示。

  若在壓力作用下,A、B區域將受到很大應力σ,而C、D區域內基本仍處于自由狀態,于是A、B區域磁導率μ下降,磁阻Rm增大;而C、D區域的磁導率基本保持,那么整個磁芯中的磁導率處于非均勻分布。從而引起磁感線按不同磁導率重新分布,如圖10-21c所示。合成磁場強度H不再與測量繞組n34的平面平行,一部分磁感線與相交鏈而產生感應電勢E。被測力F越大,交鏈的磁通越多,E值越大。感應電勢E經適當的電路處理后就可用電流或電壓來表示被測力的大小。

 
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