簡(jiǎn)要談?wù)勈裁词谴判詡鞲衅骷皯?yīng)用

磁性傳感器為電流傳感、接近傳感、線性速率或轉(zhuǎn)動(dòng)速率傳感，定向、磁異態(tài)檢測(cè)，角度、位置或位移測(cè)量等許多傳感方面的問(wèn)題提供了獨(dú)特的解決方案，

磁性傳感器用于檢測(cè)磁場(chǎng)的存在，測(cè)量磁場(chǎng)的大小，確定磁場(chǎng)的方向或測(cè)定磁場(chǎng)的大小或方向是否有改變。磁性傳感器可用于檢測(cè)靜止的或如汽車、卡車或火車等運(yùn)動(dòng)的鐵磁物體；門或閂鎖的關(guān)閉，如飛機(jī)貨艙門；一個(gè)物體的位置，如鍵盤上的按鍵；如發(fā)動(dòng)機(jī)中軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；一個(gè)物體的部位，如閥軸或機(jī)械手；或者用于跟蹤虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)控制等應(yīng)用。

磁場(chǎng)測(cè)量可分為三個(gè)范圍。在每個(gè)范圍中，能在其環(huán)境中處于佳工作狀態(tài)的磁性傳感器型號(hào)也不同。個(gè)磁場(chǎng)范圍遠(yuǎn)大于地球磁場(chǎng)(如在磁鐵或大電流附近)100。其范圍為奧斯特(Oe)或更高。**個(gè)磁場(chǎng)范圍約等于地球磁場(chǎng)或或0.6Oe。第三個(gè)磁場(chǎng)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地球1磁場(chǎng)，它們?cè)趍Oe或更低范圍內(nèi)。地球磁場(chǎng)常用作受鐵磁物體干擾的背景磁場(chǎng)，如在1磁異態(tài)檢測(cè)中的鐵磁物體。

圖1.

霍尼韋爾齒輪傳感器，裝有一個(gè)磁性霍爾效應(yīng)傳感器

何時(shí)使用磁性傳感器?

極少的應(yīng)用場(chǎng)合只需要一個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量，更確切地說(shuō)是將現(xiàn)有的或已建立的磁場(chǎng)用于感測(cè)其它信息。以下是幾個(gè)實(shí)例: (1) 電流傳感，此處將載流線產(chǎn)生的磁場(chǎng)用于監(jiān)控電路中的過(guò)負(fù)荷狀態(tài)或蓄電池的狀態(tài)；(2) 定向，將地球磁場(chǎng)的兩個(gè)水平分量用來(lái)計(jì)算相對(duì)于磁

北的角度；(3) 磁異態(tài)檢測(cè)，此處將由鐵磁物體產(chǎn)生的對(duì)地球磁場(chǎng)的干擾(如一個(gè)鐵釘、金屬螺栓、汽車、潛艇或地磁巖石)用來(lái)檢測(cè)這些物體是否存在。一旦表現(xiàn)出有相同的干擾，也能用來(lái)識(shí)別該物體的類型(如汽車實(shí)體或模型)。

另一個(gè)例子是齒輪齒傳感(1圖)，此處傳感器與一塊磁鐵和齒輪齒的組合一起使用。齒輪齒或凹槽對(duì)磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)有不同的干擾，就可將齒輪齒與凹槽辨認(rèn)開(kāi)來(lái)。這個(gè)數(shù)據(jù)可用于測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)速。

磁性傳感器，通常稱為磁力計(jì)，有不同的物理原理和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。下面我們將討論各種磁性傳感器中使用的不同技術(shù)。

線 圈

線圈是老式的磁性傳感器之一。根據(jù)法拉弟定律，通過(guò)線圈的通量有何化都將導(dǎo)致線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，在時(shí)變磁場(chǎng)區(qū)中放置變線圈就可工作。通過(guò)改變磁場(chǎng)就能測(cè)量線圈中感應(yīng)的電壓。當(dāng)穿過(guò)導(dǎo)電回路的磁通量有量的變化，這個(gè)回路中就會(huì)產(chǎn)生電壓。

感應(yīng)的電壓磁通量變化時(shí)間變化線圈型傳感器用于需測(cè)量變動(dòng)場(chǎng)變化的應(yīng)用場(chǎng)合。對(duì)這種原理有許多不同的實(shí)施方法。線圈的一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用是用來(lái)觸發(fā)紅綠燈信號(hào)的埋在道路中的電路回路。系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)線圈通常大而成本高。

磁通門

磁通門(2圖)，

同樣基于法拉弟定律，通常是用兩個(gè)鐵磁材料制成的桿，但也可以是用一次或二次繞組繞成的環(huán)或圈。這兩個(gè)桿用一次繞組纏繞，以相反方向產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)。頻率f的交流電在一次繞組中流動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)的作用下兩個(gè)桿的磁化作用處于相反方面。二次繞組測(cè)量?jī)蓚€(gè)桿產(chǎn)生的凈磁通量。在未施加外部磁場(chǎng)時(shí)，假定兩個(gè)桿和一次線圈是相同的，則在二次線圈里的凈磁通量為零。這樣在此線圈中就不會(huì)有信號(hào)產(chǎn)生。當(dāng)沿著桿的軸線方向施加一個(gè)外部磁場(chǎng)時(shí)，其中的一個(gè)桿將先于另一個(gè)桿磁性飽和。磁通門的輸出是驅(qū)動(dòng)頻率f的**諧波。施加一個(gè)小磁場(chǎng)時(shí)，**諧波的波幅與施加的磁場(chǎng)成正比。

磁通門可以在制造工藝上使其非常敏感，分1辨率低為μOe?？梢詼y(cè)量直流或交流磁場(chǎng)。頻率的上限為kHz。與霍爾和磁阻傳感器相比，它們的尺寸規(guī)格較大，價(jià)格也更貴。