传感器基本计算公式

磁电传感器的灵敏度K，可由基本公式（7.1-3）导出为

在计算传感器时，一般是根据结构大小初步确定磁路系统，然后计算磁路、决定气隙磁感应强度B。这样，由技术指标给定的灵敏度值K及B值，即可由式（7.1-5）得出导线长度l。如果气隙尺寸已定，线圈的直径D也就确定，适当的选择导线直径d，根据这些参数就可以决定线圈的匝数ω。

由于感应电势e与导线长度l（或匝数ω）成正比，所以在设计时，从提高传感器的灵敏度的观点来看，线圈的匝数多（亦即导线长）是比较有利的。但是要增加导线长度或匝数必须考虑到下列几种情况。

1.线圈的电阻与指示器电阻的匹配

因为传感器是电动势的产生者，因此为了使指示器从传感器获得最大功率，必须使线圈的电阻R等于指示器的电阻Rd，亦即

式中 ρ——导线材料的电阻率；

　　 D——线圈的平均直径；

　　S——线圈窗口面积；

　　 Kg——线圈的填充系数；

　　 Kl——常数，Kl＝。

故而

这样，如果指示器的电阻及线圈尺寸为给定时，根据电阻匹配条件，线圈匝数还应满足式（7.1-8）的要求。

2.线圈的发热

因为传感器的线圈有感应电动势产生，线圈中有电流通过，因而线圈会发热，为此根据传感器灵敏度、传感器线圈与指示器线圈电阻匹配求得需要的匝数ω后，必须就发热方面对线圈加以核算，使线圈的温升在允许的温升范围以内。

3.温度影响(www.xing528.com)

在磁电传感器中，温度影响是一个重要的问题，必须加以计算。现在以图7.1-1所示的传感器来说明。在指示器中通过的电流为

在式（7.1-9）中，分子和分母都随温度而变，不过它们的变化是相反的。因为永久磁铁的磁感应强度随温度的增加而减小，所以感应电动势e也随温度的增加而减小。钨钢和铬钢制的永久磁铁，磁通密度的变化大约是每10℃减小0.3%；镍铝合金做的永久磁铁，在温度200℃以下时，其磁感应强度实际上可以当作是不变的。

传感器的线圈是用铜线绕的，所以线圈电阻R的温度系数是正的，温度每增加10℃，电阻大约增加4%。指示器的电阻Rd也有正温度系数，它的数值与线圈电阻和附加电阻（锰铜丝）的比值有关。

当温度增加t℃时，指示器的电流I，可用下式计算

式中 β——磁铁磁通密度的温度系数；

　　 α——线圈电阻的温度系数；

　　 α2——电阻R2的温度系数；

　　 R1——指示器线圈电阻；

　　 R2——指示器的附加电阻。

温度误差δ的数值为

由式（7.1-11）可见，温度误差δ是负值。补偿温度误差的办法是在结构许可的情况下，在传感器的磁铁下设置热磁分路。热磁分路是用磁分路片搭装在磁系统的两极靴上，把气隙中的磁通分出一部分（也就是把总磁通分出一部分）。磁分路片是用特种的镍钢合金或镍铁合金制成。在温度－80～＋80℃之间，这类合金有急剧下降的B＝f（t）曲线，图7.1-4所示为一种热磁合金的B＝f（T）曲线。由此可见，随着温度的增加，分支到热磁分路的磁通即行减少，因而磁通分支到气隙的部分增加起来，这使e的数值增加，结果使I增大，起了温度补偿的作用。

图7.1-4　热磁合金的B＝f（t）曲线

图7.1-5　运算电路图