壓磁式傳感器簡介

它的工作原理是建立在磁彈性效應(yīng)基礎(chǔ)之上，即利用這種傳感器將作用力（如彈性應(yīng)力、殘余應(yīng)力等）的變化轉(zhuǎn)化成傳感器導(dǎo)磁體的導(dǎo)磁率變化并輸出電信號。壓磁式傳感器的優(yōu)點很多，如輸出功率大、信號強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠、抗干擾性能好、過載能力強(qiáng)、便于制造、經(jīng)濟(jì)實用，可用在給定參數(shù)的自動控制電路中，但測量精度一般，頻響較低。近年來，壓磁式傳感器不僅在自動控制上得到越來越多的應(yīng)用，而且在對機(jī)械力（彈性應(yīng)力、殘余應(yīng)力）的無損測量方面，也為人們所重視，并得到相當(dāng)成功的應(yīng)用。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)强萍斑\(yùn)動醫(yī)學(xué)測試也正在應(yīng)用該類傳感器。壓磁式傳感器是一種有發(fā)展前途的傳感器。

壓磁式傳感器是一種有源傳感器，它的工作原理是基于材料的壓磁效應(yīng)。所謂壓磁效應(yīng)就是在外力作用下，鐵磁材料內(nèi)部發(fā)生應(yīng)變，產(chǎn)生應(yīng)力，使各磁疇之間的界限發(fā)生移動，從而使磁疇磁化強(qiáng)度矢量轉(zhuǎn)動，因而鐵磁材料的磁化強(qiáng)度也發(fā)生相應(yīng)的變化，這種由于應(yīng)力使鐵磁材料磁化強(qiáng)度變化的現(xiàn)象，稱為壓磁效應(yīng)。

若某一鐵磁材料上繞有線圈，在外力的作用下，鐵磁材料的導(dǎo)磁率發(fā)生變化，則會引起線圈的電感和阻抗變化。當(dāng)鐵磁材料上同時繞有激磁繞組和測量繞組時，導(dǎo)磁率的變化將導(dǎo)致繞組間耦合系數(shù)的變化，從而使輸出電勢發(fā)生變化。通過相應(yīng)的測量電路，就可以根據(jù)輸出的量值來衡量外力的作用。

電磁傳感器又叫電磁式傳感器、磁電傳感器等，電磁傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢的一種傳感器，又稱電磁感應(yīng)式或電動力式傳感器。[1]主要是針對測速齒輪而設(shè)計的發(fā)電型傳感器，將被測量在導(dǎo)體中感生的磁通量變化，轉(zhuǎn)換成輸出信號變化。

中文名稱

電磁式傳感器

英文名稱

electromagnetic transducer

定　　義

將被測量在導(dǎo)體中感生的磁通量變化，轉(zhuǎn)換成輸出信號變化的傳感器。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級學(xué)科），傳感器（二級學(xué)科），物理量傳感器（三級學(xué)科）

圖1為電磁式曲軸位置傳感器示意圖，觸發(fā)輪外圓上加工了若干齒與曲軸同步旋轉(zhuǎn)，傳感器固定再機(jī)體上，磁頭與觸發(fā)輪齒保持1~2mm的間隙。

觸發(fā)輪齒依次通過磁頭，使磁隙不斷發(fā)生變化，通過感應(yīng)線圈繞組的磁通也不斷發(fā)生變化，從而在線圈的兩端產(chǎn)生了交變的感應(yīng)電動勢，此交流信號經(jīng)整形、放大后，形成方波送入ECU。

某些系統(tǒng)中，采用了兩個曲軸位置傳感器來提高分辨率，如圖2所示。圖中觸發(fā)齒間隔4o磁頭1和3間隔3o，兩個信號送入同一個整形與放大電路后，就可以得到1o的轉(zhuǎn)角信號。