⑴ 磁粉探伤磁场指示器的工作原理
磁粉探伤的原理,是对导磁金属材料制成的工件,进行磁化至饱和程度,若材料内部非常均匀,没有 缺陷,则在其内部将产生均匀分布的磁力线.如果工件表面或近表面区域存在裂纹,夹渣或气孔等缺陷时, 这些缺陷会阻碍磁力线的通过,产生漏磁现象,使缺陷两侧的表面上产生一对 N,S 极的局部磁场.这时, 若在被检工件的表面上撒放磁铁粉或磁铁粉悬液,磁粉就会被漏磁场所吸附,产生磁粉集聚,因而把缺陷 的形象清楚地显示出来。
根据磁粉检验的方法不同(即喷洒磁粉和观察评定的时机不同),可以分类为: a.外加法(连续法):在对被检工件充磁(磁化电流不断开)的同时喷洒磁粉(磁悬液)并进行观察评定。这种方法的优点是能以较低的磁化电流达到较高的检测灵敏度,特别是适用于矫顽力低、剩磁小的材料(例如低碳钢),缺点是操作不便、检验效率低。
b.剩磁法:利用被检工件充磁后的剩磁进行检验,即可以对工件充磁后,断开磁化电流后再喷洒磁粉(磁悬液)和进行观察评定。这种方法的优点是操作简便、检验效率高,缺点是需要较大的充磁电流(约为外加法所用磁化电流的三倍),要求被检工件材料具有较高的矫顽力和剩磁(以保证充磁后的剩磁能满足检验灵敏度的需要),并且在使用交流电或半波整流作为磁化电流时,必须注意控制断电相位。
工件磁粉检验的灵敏度除了与工件自身条件(铁磁特性、几何形状、表面光洁度等)有关外,最重要的就是磁化规范的参数选择,即直接通电法时的磁化电流(种类、大小),或者线圈法时的磁势(以磁化安匝数表示,即磁化电流与线圈匝数的乘积),或者磁轭或指指的提升力等等,这些参数将直接影响被检工件上磁化强度的大小,亦即直接影响漏磁场的大小。因此,为了正确确定工件的磁化规范,衫配往往要采用特斯拉计(高斯计)或磁场指示器,或者简易试片(灵敏度试片),或者灵逗和敏度试块等等来检查、验证工件上的磁化强度是否适合。
⑵ 传感器的种类和基本原理
生活中的传感器有以下种类:
1、传感器有哪些种类--光传感器
光传感器利用的是半导体的光导效应或光生伏特效应。光生伏特效应是通过光照射,将半导体PN结处产生的电压或电流作为输出加以检测。如光敏二级管,光敏三级管等。这些效应都是利用了光的量子性质。最常见的应用实例,就是光控灯。
2、传感器有哪些种类--温度传感器
用于检测温度的物理效应当中,除了利用塞贝克效应的热电偶外,通常利用Pt,W等的金属和氧气物半导体以及非氧化物半导体,有机半导体等的电阻随温度蚂袜变化来作为温度传感器的.。此外,还有利用PN结处电流——电压特性随温度的变化,利用居里温度附近磁特性和扒物念介电常数变化的传感器,利用介电常数和压电常数的变化,来检测其共振频率变化的温度的感器等。春困最常见的应用实例,就是空调的控温了。
3、传感器有哪些种类--压力传感器
大多数压力传感器都是利用了某种压阻效应。所谓压阻效应,就是当压力施加于电阻体上时,会使其电阻值发生变化,这种现象称为压阻现象比金属电阻的变化明显得多,其主要是因在受压后其电子或空穴的迁移率发生变化。最常见的应用实例,就是电子称了。
4、传感器有哪些种类--磁传感器
磁传感器常用的效应是霍尔效应与磁阻效应。利用霍尔效应的元件是霍尔元件,它是在一半导体薄片两端之间通以电流,如果在薄片垂直方向外加一磁场,则载流子在罗伦兹力的作用下,将沿着与磁场方向垂直的方向移动,若在该方向上设置电极,则可检测出电压来 (霍尔电压)。最常见的应用实例,就是电动车的调速方法了。
汽车传感器
5、传感器有哪些种类--气体传感器
气体传感器实际就是半导体气体传感器。主要是气体的吸附效应。如半导体 SnO2烧结制成的气敏传感器,其为多晶体,当表面吸附气体分子时,就会在气体分子与烧结体之间发生电子交换。控制载流子运动的晶粒界面处的势垒会发生变化。若在烧结体上设置两个电极,其间电阻将随气体分子吸附情况而增减。一般在还原性气体中电阻值会减少,在氧化性气体中电阻值会增加。最常见的应用实例,就是各种烟雾报警器了。
传感器的作用实际上是一种功能块,其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。传感器所检测的信号近来显着地增加,因而其品种也极其繁多。
⑶ 生活中的磁敏传感器应用简述其工作原理
首先说明,这是我在网上摘抄的,不代表本人观点!!应用:1.集成电路技术的应用。将硅集成电路技术应用于磁敏传感器,制成集成磁敏传感器。 2.InSb薄膜技术的开发成功,使得霍尔器件产能剧增,成本大幅度下降。 3.强磁体合金薄膜得到广泛应用。各种磁阻器件出现,应用领域广泛。 4.巨磁电阻多层薄膜的研究与开发。新器件的高灵敏度。高稳定性,引起研制高密度记录磁盘读出头的科技人员的极大关注。 5.非晶合金材料的应用。与基础器件配套应用,大大改善了磁传感器性能。 6.Ⅲ—V族半导体异质结构材料的开发和应用。通过外延技术,形成异质结构,提高磁敏器件的性能。二。国外磁敏传感器的现状 1.国外磁传感器的常见种类就市场占有情况来看,国外磁敏传感器主要品种依然是霍尔元件。磁阻元件。原理:开关磁阻电动机驱动系统(SRD)是较为复杂的机电一体化装置,SRD的运行需要在线实时检测的反馈量一般有转子位置、速度及电流等,然后根据控制目标综合这些信息给出控制指令,实现运行控制及保护等功能。转子位置检测环节是SRD的重要组成部分,检测到的转子位置信号是各相主者谈裤开关器件正确进行逻辑切换的根据,也为速度控制环节提供了速度反馈信号。
开关磁阻电机具有再生的能力,系统效率高。对开关磁阻电机的理论研究和实践证明,该系统具有许多显着的优点:
(1)电机结构简单、坚固,制造工艺简单,成本低,可工作于极高转速;定子线圈嵌放容易,端部短而牢固,工作可靠,能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。
(2)损耗主要产生在定子,电机易于冷却;转子无永磁体,可允许有较高的温升。
(3)转矩方向与电流方向无关,从而可最大限度简化功率变换器,降低系统成本。
(4)功率变换器不会出现直通故障,可靠性高。
(5)起动转矩大,低速性能好,无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象。
(6)调速范围宽,控制灵活,易于实现各种特殊要求的转矩-速度特性。
(7)在宽广的转速和功率范围内都具有高效率
(8)能四象限运行,具有较强的再生制动能力。
(9)容错能力强。开关磁阻电机的容错体现在电机某一相损坏,电机照样可以运行。
与当前广泛应用的变频调速感应电动机相比,开关磁阻电机在成本、效率、调速性能、单位侍慧体积功率、可靠性、散热性等都具有明显的优势或竞争力。
如果说第一代开关磁阻电机(1983年研制)在小功率范围的效率比高效变频调速感应电动机低,第二代开关磁阻电机(1988年研制)的效率已全面超过了高效变频调速感应电动机。更难得的是,开关磁阻电机在宽广的速度和功率范围内都能保持较高的效率,这是变频调速感应电动机难以比拟的。感应电动机要取得与直流电机相近的调速特性需采用复杂的矢量控制系统,而开关磁阻电机通过调整开通角、关断角、电压和电流,可以得到不同负载要求的机械特性,控制简单、灵活,能容易地实现软启动和四象限运行,而且由于这是一种纯逻辑的控制方式,很容易智能化,通过修改软件调整电机工作特性满足不同应用要求。
由于开关磁阻电机固有的转矩波动,首简可能导致较大的噪声和振动,事实上这种情况的发生往往与电机设计和控制的不合理相关,通过优化电机设计和控制策略,转矩波动和噪声完全可以得到有效的抑制,正确认识到这一点对开关磁阻电机的开发和应用是很重要的。SRD LTD.公司开发的伺服应用开关磁阻电机,转矩波动仅为0.05%。近年研究的最优励磁控制策略、两次换流控制策略、电机噪声根源、定子振动模态、定子固有频率计算等成果对降低电机噪声都有积极的促进作用。随着设计和制造水平的提高,噪声必将进一步降低。
三、开关磁阻电机的应用
近年来,开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步,已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域,功率范围从10W到5MW,最大速度高达100000 R/MIN。
3.1 电动车应用
开关磁阻电机最初的应用领域就是电动车。目前电动摩托车和电动自行车的驱动电机主要有永磁无刷及永磁有刷两种,然而采用开关磁阻电机驱动有其独特的优势。当高能量密度和系统效率为关键指标时,开关磁阻电机变为首选对象。
SRD开关磁阻电机驱动系统的电机结构紧凑牢固,适合于高速运行,并且驱动电路简单成本低、性能可靠,在宽广的转速范围内效率都比较高,而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行,是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD的最大特点是转矩脉动大,噪声大;此外,相对永磁电机而言,功率密度和效率偏低;另一个缺点是要使用位置传感器,增加了结构复杂性,降低了可靠性。因此无传感器的SRD也是未来的发展趋势之一。其优点主要表现在以下几个方面:
(1)开关磁阻电机不仅效率高,而且在很宽的功率和转速范围内都能保持高效率,这是其它类型驱动系统难以达到的。这种特性对电动车的运行情况尤为适合,有利于提高电动车的续驶里程。
(2)开关磁阻电机很容易通过采用适当的控制策略和系统设计满足电动车四象限运行的要求,并且还能在高速运行区域保持强有力的制动能力。
(3)开关磁阻电机有很好的散热特性,从而能以小的体积取得较大的输出功率,减小电机体积和重量。
(4)通过调整开通角和关断角,开关磁阻电机完全可以达到它激直流电机驱动系统良好的控制特性,而且这是一种纯逻辑的控制方式,很容易智能化,从而能通过重新编程或替换电路元件,方便地满足不同运行特性的要求。
(5)开关磁阻电机无论电机还是功率变换器都十分坚固可靠,无需或很少需要维护,适用于各种恶劣、高温环境,具有良好的适应性。
3.2 纺织工业应用
近十多年来 国纺织机械行业的机电一体化水平有了较明显的提高,在新型纺织机械上普遍采用了机电一体化技术。这项技术的内容包含了先进的信息处理和控制技术,即以计算机为核心,有PLC、工控机、单片机、人机界面、现场总线等组成的控制系统;先进的驱动技术,有变频调速,交流伺服,步进电机等;检测传感技术和执行机构;精密机械技术等。棉纺织设备较有代表性的机电一体化产品,例如新型的粗纱机、分条整经机、浆纱机等。其中,
无梭织机的主传动技术也有了新的突破:采用开关磁阻电机作为无梭织机的主传动带来许多好处,减少传动齿轮、不用皮带和皮带盘,不用电磁离合器和刹车盘,不用寻纬电机,节能10%等优点,国内已有开关磁阻电机和驱动器的产品(北京中纺机电研究所),目前还在与无梭织机主机厂合作,共同开发应用技术,希望能尽快取得成功,填补国内空白。
3.3 焦炭工业应用
开关磁阻电机(SRD)因其起动力矩大、 起动电流小,可以频繁重载起动,无需其它的电源变压器,节能,维护简单,特别适用于矿井输送机、电牵引采煤机及中小型绞车等。
90年代英国已研制成功300KW的开关磁阻电机,用于刮板输送机,效果很好。 国已研制成功110KW的开关磁阻电机用于矸石山绞车 、132KW的开关磁阻电机用于带式输送机拖动,良好的起动和调速性能受到工人们的欢迎。 国还将开关磁阻电机用于电牵引采煤机牵引,运行试验表明新型采煤机性能良好。此外还成功地将开关磁阻电机用于电机车,提高了电机车运行的可靠性和效率。
3.4 家电行业应用
随着人们生活水平的提高,洗衣机已逐渐深入千家万户,洗衣机也经历了手动机械洗衣机、半自动洗衣机、全自动洗衣机的发展过程,并不断智能化。洗衣机电机也由简单的有级调速电机发展为无级调速电机。开关磁阻电机由于低成本、高性能、智能化已开始应用于洗衣机,在美国高档洗衣机中已小批量采用,并取得明显的优点:
(1)很低的洗涤速度。
(2)良好的衣物分布性。
(3)滚筒平衡性好。
(4)快速安全停机。
(5)软起动。
(6)电流限幅。
(7)最大速度高,低速转矩大。
(8)机械特性易调整。
(9)对水温、水流等易于智能控制。
四、开关磁阻电机的发展趋势展望
作为一种新型调速驱动系统,开关磁阻电机以其结构简单、低成本、高效率、优良的调速性能和灵活的可控性,愈来愈得到人们的认可和应用。目前已成功应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中,成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力竞争者。
美国、加拿大、南斯拉夫、埃及等国家都开展了SRD系统的研制工作。在国外的应用中,SRD一般用于牵引中,例如电瓶车和电动汽车。同时高速性能是SRD的一个特长的方向。据报道,美国为空间技术研制了一个25000R/MIN、90KW的高速SRD样机。SRD系统的研究已被列入 国中、小型电机“八五”、“九五”和“十五”科研规划项目。
华中科技大学开关磁阻电机课题组在“九五”项目中研制出使用SRD的纯电动轿车,在“十五”项目中将SRD应用到混合动力城市公交车,均取得了较好的运行效果。纺织机械研究所将SRD应用于毛巾印花机、卷布机,煤矿牵引及电动车辆等,取得了显着的经济效益。
近年来功率电子技术,数字信号处理技术和控制技术的快速发展,而且随着智能技术的不断成熟及高速高效低价格的数字信号处理芯片(DSP)的出现,利用高性能DSP开发各种复杂算法的间接位置检测技术,无需附加外部硬件电路,大大提高了开关磁阻电机检测的可靠性和适用性,必将更大限度地显示SRD的优越性。
90年代进一步以计算机控制的柔性制造系统、主体仓库、机器人进行装配等组合起来,由计算机控制材料、部件的供应管理、达到全厂高效率、高质量的全自动化均衡生产,设计和制造水平不断提高,专用控制芯片和集成功率器件不断被开发出来,开关磁阻电机性能和适用性不断增强。随着国民经济建设的日益发展,各行各业的机械化、自动化程度越来越高,为开关磁阻电机提供了巨大的潜在市场
⑷ 磁敏电阻的工作原理
磁敏材料能通过磁阻效应将磁信号转换成电信号。磁阻效应包括材料的电阻率随磁场而变化和元件电阻值随磁场而变化两种现象。前者称磁电阻率效应或物理磁阻效应,后者称为磁电阻效应或几何磁阻效应。
磁敏电阻材料主要是电子迁移率大的半导体材料,还有铁镍钴合金。常用的半导体有InSb(或InSb-NiSb共晶材料)、砷化铟(InAs)和砷化镓(GaAs)等材料,一般用N型。
高纯度InSb和InAs的电子迁移率分别为5.6~6.5 m/(V·s)和2.0~2.5m/(V·s)。InSb的禁带宽度小,受温度影响大。GaAs的禁带宽度大,电子迁移率也相当大[0.8 m/(V·s)],受温度影响小,且灵敏度也高。
镍钴合金和镍铁合金的电阻温度系数小,性能稳定,灵敏度高,且具有方向性,可制作强磁性磁阻器件,用于磁阻的检测等方面。
用半导体材料制作的磁敏电阻器、无触点电位器、模拟运算器和磁传感器等应用于测量、计算机、无线电和自动控制等方面。半导体InSb-NiSb磁敏电阻器用于磁场、电流、位移和功率测量及模拟运算器等方面,其阻值为10Ω~1kΩ,相对灵敏度6~18 (B=1 T),温度系数-2.9%~0.09% (1/℃) (B=1 T),极限工作频率1~10 MHz。在测量小于0.01T的弱磁场时,必须附加以偏置磁场才能进行。
Ni-Co薄膜磁敏电阻器主要用于探测磁场方向、磁带位置检测、测量和控制转速或速度以及无触点开关等方面。阻值有1、10、250kΩ,相对灵敏度2%以上(3×10T下),温度系数3000±500×10(1/℃),感应磁场3×10T以上,工作温度-55~150℃。在检测磁场反转或可逆磁场以下的磁信号时,也应采用偏置磁场。 半导体磁敏电阻
通常半导体磁敏电阻是由基片、半导体电阻条(内含短路条)和引线三个主要部分组成的。基片又叫衬底,一般是用0.1~ 0.5mm厚的云母、玻璃作成的薄片,也有使用陶瓷或经氧化处理过的硅片作基片的。电阻条一般是用锑化锢(InSb)或砷化铟(InAs)等半导体材料制成的半导体磁敏备闷电阻条,在制造过程中,为了提高磁敏电阻的阻值,缩小其体积、提高灵敏度常把它作成如图1所示的结构。
半导体材料的电阻率 ρ 随外磁场强度变化而变化的现象叫作半导体的物理磁阻效应或叫作磁阻率效应。这是由于在外施磁场的作用下,流经半导体磁敏电阻的载流子受洛仑兹力的作用使其流动路径发生偏斜,从而造成它从一个电极流到另一个电极所流过的途经(即载流子运动的轨迹)要比无磁场作用时所通过的途经要长,故其电阻值增大。我们把载流子在磁场作用下的平均偏斜角度 θ 叫作平均霍尔角。它与外施磁场及载流有如下关系:
式中为电子迁移率; B为外施磁场的磁感应强度。从式(1 )可以看出:半导体磁敏电阻材料的载流子迁移率越大,其偏斜的平均霍尔角就越大,电阻的变化就越大。这种电阻的变化和磁场强度的关系大致可以认为:在弱磁场的作用下,半导体磁敏电阻的相对变化率R/R0与所施磁场的磁感应强度B的平方成正比;而在强磁场的作用下,半导体磁敏电阻的相对变化率ΔR/ R0则与所施磁场的磁感应强度B成正比。
强磁性金属薄膜磁敏电阻
强磁性金属薄膜磁敏电阻器件的结构如图2所示,和半导体磁敏电阻一样,它也是由基片、强磁性金属薄膜的电阻体和内外引线三部分组成的。基片一般是用厚为0.1~ 0.5mm的玻璃片、高频陶瓷片或经氧化处理的硅片制成;电阻体通常是采用半导体平面工艺中的真空镀膜(或溅射)、光刻、腐蚀工艺而制成的;内引线是用硅铝丝或金丝采用超声压焊或金丝球焊而焊接的,外引线是用非磁性的铜片等材料焊接的。 1)磁阻比迹滚弊:指在某一规定的磁感应强度下,磁敏电阻器的阻值与零磁感应强度下的阻值之比。
2)磁阻系数:指在某一规定的磁感应强度下,磁敏电阻器的阻值与其标称阻值之比。
3)磁阻灵敏度:指在某一规定的磁感应强姿族度下,磁敏电阻器的电阻值随磁感应强度的相对变化率。
⑸ 磁粉检测的方法
磁粉检测是以磁粉做显示介质对缺陷进行观察的方法。根据磁化时施加的磁粉介质种类,检测方法分为湿法和干法;按照工件上施加磁粉的时间,检验方法分为连续法和剩磁法。
1.湿法和干法
磁粉悬浮在油、水或其他液体介质中使用称为湿法,它是在检测过程中,将磁悬液均匀分布在工件表面上,利用载液的流动和漏磁场对磁粉的吸引,显示出缺陷的形状和大小。湿法检测中,由于磁悬液的分散作用及悬浮性能,可采用的磁粉颗粒较小。因此,它具有较高的检测灵敏度。特别适用于检测表面微小缺陷,例如疲劳裂纹、磨削裂纹等。湿法经常与固定式设备配合使用,也与移动和便携式设备并用。用于湿法的磁悬液可以循环使用。
干法有称干粉法,在一些特殊场合下,不能采用湿法进行检测时,而采用特制的干磁粉按程序直接施加在磁化的工件上,工件的缺陷处即显示出磁痕。干法检测多用于大型铸,锻件毛坯及大型结构件、焊接件的局部区域检查,通常与便携式设备配合使用。
2.连续法和剩磁法
(1)连续法 连续法又称附件磁场法或现磁法,是在外加磁场作用下,将磁粉或磁悬液施加到工件上进行磁粉探伤。对工件的观察和评价可在外磁场作用下进行,也可在中断磁场后进行。
(2)剩磁法 剩磁法是先将工件进行磁化,然后在工件上浇浸悬液,待磁粉聚集后在进行观察。这是利用材料剩余磁性进行检测的方法,故称为剩磁法。 不用磁粉显示的,习惯上称为漏磁探伤,它常借助于感应线圈、磁敏管、霍尔元件等来反映缺陷,它比磁粉探伤更卫生,但不如前者直观。由于磁力探伤主要用磁粉来显示缺陷,因此,人们有时把磁粉探伤直接称为磁力探伤,其设备称为磁力探伤设备。
⑹ 磁敏传感器的工作原理及磁敏元件的种类有哪些
霍尔元件,磁敏电阻,磁侍纳敏二极管,磁阻老厅没传感器,伏友巨磁阻传感器,感应线圈。
原理搜索上述关键词。
⑺ 磁敏传感器的工作原理
磁敏传感器工作原理: 磁敏传感器是一个能接受磁信号,并按一定规律转换成可用输锋橘出信号的器件或装置。磁敏传感器是伴随测磁仪器的进步而逐渐发展起来的,在众多的测磁方法中,大都是将磁场信息变成电信号进行测量的。 磁敏传感器是组成传感器产品的一个重要部分,随着我国磁敏传感器技术的发展,其银型团产品种类和质量将会得到进一步发展和提高,进军汽车、民用仪表等使用量大的应用领域即将实现。国产的电流传感器、高斯计等产品目前已经租笑打入国际市场,与国际先进产品的差距正逐渐缩小。
⑻ 磁场测量的恒定磁场测量
对于不随时间而变化的直流磁场的测量。常用的测量仪器有以下7种。
①力矩磁强计:简称磁强计。利用磁场的力效应测量磁场强度或材料的磁化强度。
②磁通计和冲击检流计(见检流计):用于冲击法(见软磁材料测量)中测量磁通及磁通密度。测量时,须人为地使检测线圈中的磁通发生变化。
③旋转线圈磁强计:在被测的恒定磁场中,放置一个小检测线圈,并令其作匀速旋转。通过测量线圈的电动势,可计算出磁通密度或磁场强度。测量范围为0.1毫特到10特。误差为0.1~1%。也可将检测线圈突然翻转或快速移到无场区,按冲击法原理测量磁通密度。
④磁通门磁强计:由高磁导率软磁材料制成的铁心同时受交变及恒定两种磁场作用,由于磁化曲线的非线性,以及铁心工作在曲线的非对称区,使得缠绕在铁心上的检测线圈感生的电压中含有偶次谐波分量,特别是二次谐波。此谐波电压与恒定磁场强度成比例。通过测量检测线圈的谐波电压,计算出磁场强度。磁通门磁强计的原理结构如图所示。探头中的两个铁心用高磁导率软磁合金制成。每一铁心上各绕有交流励磁线圈,而检测线圈绕在两铁心上。两交流励磁线圈串联后由振荡器供电,在两铁心中产生的磁场强度为H~,但方向相反。这样,检测线圈中感生的基波及奇次谐波电压相互抵消。当探头处在强度为H0的被测恒定磁场中时,两铁心分别受到H0+H~和H0-H~即交变与恒定磁场的叠加作用,从而在检测线圈中产生偶次谐波电压,经选频放大和同步检波环节,取其二次谐波电压,其读数与被测的恒定磁场强度H0成比例。磁通门磁强计的灵敏度很高,分辨力达100皮特。主要用于测量弱磁场。广泛用于地质、海洋和空间技术中。20世纪60~70年代研制成的光泵磁强计和利用超导量子干涉器件 (squid)制成的超导量子磁强计,灵敏度更高,分辨力分别达到10-7和10-9安/米。
⑤霍耳效应磁强计:半导体矩形薄片放置在与薄片平面垂直的磁场(磁通密度为B)中,若在薄片的相对两端面间通以直流电流I,则在另两端面的相应点间产生电动势E(即霍耳效应)。当I 为常数时,E与B 有比例关系,比例系数与薄片的宽度b,长度l和厚度d 以及所用材料有关。材料的这种特性又称为磁敏特性。利用霍耳效应制成的磁强计,可测量1微特到10特范围内的磁通密度值。误差为0.1~5%。霍耳片能做得薄而小,可伸入狭窄间隙中进行测量,也可用以测量非均匀磁场。有磁敏特性的器件,除霍耳片外还有铋螺线、磁敏二极管等。
⑥核磁共振磁强计:原子核的磁矩在磁通密度B 的作用下,将围绕磁场方向旋进,其旋进频率ƒ0=γB(γ为旋磁比,对于一定的物质,它是一个常数),若在垂直于B的方向施加一小交变磁场,当其频率与ƒ0相等时,将产生共振吸收现象,即核磁共振。由共振频率可准确地计算出磁通密度或磁场强度。这种磁强计的测量范围为 0.1毫特到10特。准确度很高,误差低于10-4~10-5,常用以提供标准磁场及作为校验标准。
⑦磁位计:用于测量空间a、b两点间的磁位差,如系均匀磁场,可折算出该处的磁场强度。磁位计也可用来测量材料内部的磁场强度。由于磁性材料界面处的磁场强度切线分量相等,因此在沿材料表面空间处用磁位计测得的磁场强度,就是材料该处内部的磁场强度切线分量。磁位计的结构是将细绝缘导线均匀绕在非磁性软带或硬片上,前者称软磁位计;后者称硬磁位计。测量仪表采用冲击检流计或磁通计。对于恒定磁场,测量过程中须使磁位计所链合的磁通发生变化。如所测为均匀磁场,则由磁位差折算出磁场强度。磁位计可在标准均匀磁场中进行标定,按磁场强度值刻度。
⑼ 磁性传感器的工作原理
磁性传感器的工作原理是磁性探头工作时在周围形成一个静磁场,当铁磁金属制成的物体,如步枪、车辆等进入这个静磁场时,就会感应产生一个新的磁场,由于目标的运动变化所产生的干扰使磁场发生变化,引起磁力计指针的偏转及摆动,产生一个电信号,进而实现对携带武器的人和车辆的探测。
与其他传感器相比,磁性传感器还有一个突出特点,就是它能适应各种条件下的战场探测,特别适用于震动传感器难以探测的沼泽、滩头、水网等地区,从而弥补了震动传感器的不足。
但是磁性传感器的能源有限,这使得它的探测距离较近,一般对人员的探测距离为3~4m,对轮式车辆的探测距离为15m以内,对履带式车辆的探测距离为25m以内。
(9)磁敏检测的方法按原理可分为哪些扩展阅读
以程序控制、环境控制、医疗诊断为首的自动化工程目前已开始进入家庭的日常生活,获得信息并及时处理信息的重要性正在增大。
特别是最近,信息处理的主要场所已进入家庭的客厅和厨房。所有这些场合,情报信息的检测是先决条件,因此,传感器变得很重要。
使用传感器的各种场合很多,传感器的类型种类也很多。大体上可以分为电磁性和非电磁性两大类。电磁性的信息容易进行传递、记录、放大和计算等,也便于输入计算机。
可是,非电磁性的信号处理就很困难,必须把它们变换为磁性信号,作为这种变换方式磁性传感器是最有效的。
若在感应电动势中测量电路中接一积分电路,那么输出电动势就与位移量成正比关系;如果在测量电路中接一微分电路,则输出电动势就与运动的加速度成正比关系。
这样磁电式传感器除可测量速度外,还可用来测量运动的位移和加速度。磁电式传感器的输出量,除了电动势的幅值大小外,也可以是输出电动势的频率值,如磁电式转速表即为一个例子。
⑽ 传感器按工作原理分类,
根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类 :
传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致尘蚂伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。
常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。
按照其用途,传感器可分类为:
压力敏和力敏传感器 位置传感器
液面传感器 能耗传感器
速度仔纯传感器 热敏传感器
加速度传感器 射线辐射传感器
振动传感器 湿敏传感器
磁敏传感器 气敏传感器
真空度传感器 生物传感器等。
以其输出信号为标准可将传感器分为:
模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
念兄咐开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。