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磁感应传感器的原理与应用

日期：2011-6-30 9:36:11 点击：
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磁感应传感器的原理

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　　磁感应传感器其内部结构类似于我们通常所说的干簧继电器，如图 3-2所示。它是一种触点传感器。它由两片具有高导磁率μ和低矫玩力 Hc 的合金簧片组成；并密封在一个充满惰性气体的玻璃管中。两个簧片之间保持一定的重叠和适当的间隙，末端镀金作为触点，管外焊接引线。当干簧管所处位置的磁场强度足够大，使触点弹簧片磁化后所产生的磁性吸引力克服起矫玩力时，两弹簧片互相吸引而使触点导通。当磁场减弱到一定程度，借助弹簧片本身的弹力使它释放。磁感应传感器体积小、惯性小、动作快是它的突出的优点。
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磁感应传感器的驱动

　　磁感应传感器有两种驱动方式。一是用永久磁铁驱动，二是用电磁线圈驱动。前者多用于检测，如用磁铁做成运动部件，一旦接近磁感应传感器便可使它吸合发出信号。后者多用于控制，若电磁线圈通电，触点便可吸合。用磁感应传感器来取代靠碰撞接触的行程开关，可提高系统的可靠性和使用寿命；因而在可编程序控制器中常用来作为行程到位的发讯装置。

磁感应传感器的种类

　　磁感应传感器的种类很多，一般可分为物性型和结构型两种类型。物性型磁传感器，如霍尔器件、霍尔集成电路、磁敏二极管和三极管、半导体磁敏电阻与传感器、强性金属磁敏器件与传感器等。结构型磁传感器，如电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器等。

磁感应传感器的相关术语

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　　(1) 磁感应强度：霍尔传感器在工作时，它所要求磁钢具有的磁场强度的大小。一般磁感应强度值 B 为 0.02 ~ 0.05T。
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　　(2) 响应频率：按规定的 1秒的时间间隔内，允许霍尔传感器动作循环的次数。
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　　(3) 输出状态：分常开、常闭、锁存。例如当无检测物体时，常开型的霍尔传感器所接通的负载，由于霍尔传感器内部的输出晶体管的截止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。
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　　(4) 输出形式：分 NPN/PNP/常开/常闭多功能等几种常用的形式输出。
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　　(5) 动作距离：动作距离是指检测体按一定方式移动时，从基准位置（霍尔传感器的感应表面）到传感器动作时测得的基准位置到检测面的空间距离。额定动作距离指霍尔传感器动作距离的标称值。
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　　(6) 回差距离：动作距离与复位距离之间的绝对值。
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磁感应传感器的典型应用

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　　一、转速检测
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　　如图 3-7 所示，为了检测转子的运动速度；可以使用传感器检测。假设该转子上有 40个磁性齿，那么传感器每检测到 40 个输入信号就表示转子转了一圈。也就是说，只要统计在一分钟内，传感器检测到多少个信号，就可以推算出转子的转速。假设一分钟内，传感器检测到 40000 个信号；那么，转子的转速为400000 / 40 = 1000 rps。其中，rps 表示每分钟的转速。
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　　二、位置控制装置
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　　如图 3-8 所示，为了知道气缸活塞的两个绝对位置（最内端和最外端），就可以用两个磁感应传感器来检测。在气缸活塞环上，包有一层“永久磁铁”。当活塞往外运动到最外端时，传感器A就发出信号（一般传感器上有指示灯）；当活塞往内运动到最内端时，传感器B 就发出信号。这样就可以检测气缸活塞的位置。
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