传感器结构解析

从磁电传感器的基本原理来看，它的基本元件有两个，一个是磁路系统，由它来产生恒定的永久磁场，为了减小传感器的体积，一般都采用永久磁铁；另一个是线圈，由它与磁场中的磁通交链而产生感应电动势。由式（7.1-3）知道，感应电动势e是和线圈与磁铁的相对运动速度成正比，因此，必须使它们之间有一个相对运动，作为运动部分，可以是线圈，也可以是永久磁铁，只要在传感器工作时使线圈切割磁力线就可以了。

作为一个完整的传感器，除磁路系统和线圈外，尚有一些其他的元件，如壳体、支承、阻尼器、接线装置……。

图7.1-2为ZI-A型振动传感器，它就是以一只线圈作为运动部分的磁电传感器。在图中，永久磁铁用铝架固定在圆筒形的壳体里面，借助于壳体的导磁性，形成一个磁路，在磁路中有两个环形气隙，在右边气隙里，放置着一个支承在弹簧片上的工作线圈，而在左边一个气隙里，放置着一个作阻尼用的电磁阻尼器。工作线圈和阻尼器用一心杆连在一起。使用时，把振动传感器与被测振动体固紧在一起，当振动体振动时，壳体也随之振动，此时线圈、阻尼器和心杆的整体由于惯性关系，并不随它振动，因此它与壳体就产生相对运动，亦即使工作线圈在环形气隙中运动，从而切割磁力线产生了感应电动势，该电动势的大小由式（7.1-3）决定，电动势通过接头接到测量电路。这个传感器测量的基本参数是振动速度，其灵敏度为604mV/（cm·s－1）；但在测量电路中，接入积分电路和微分电路后，也可以测量振动体的振幅和加速度，它可测振幅范围为0.1～1000μm，可测加速度最大为5g。

图7.1-2　ZI-A型振动传感器

图7.1-3　磁电式转速传感器(www.xing528.com)

图7.1-3是一只磁电式转速传感器的结构原理图，它由转子、定子、磁钢、线圈等元件组成。传感器的转子和定于均用工业纯铁制成，在它们的圆形端面上都均匀地铣了一些槽子。

在测量时，将传感器的转轴与被测物转轴相连接，因而被测物就带动传感器转子转动。

当转子与定于的齿凸凸相对时，气隙最小，磁通量大，当转子与定子的齿凸凹相对时，气隙最大，磁通最小。这样定子不动而转子转动时，磁通就周期性地变化，从而在线圈中感应出近似正弦波的电动势信号。

若该转速传感器的输出量是以感应电动势的频率来表示的，则其频率f与转速n间的关系式为

式中 n——被测物转速（r/min）；

　　 N——定子或转于端面的齿数。