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德國(guó)易福門(mén)IFM磁性傳感器的工作原理，分類(lèi)
點(diǎn)擊次數(shù)：1202 發(fā)布時(shí)間：2019-9-29
德國(guó)易福門(mén)IFM磁性傳感器：磁性材料在感受到外界的熱、光、壓力、放射線等之后，其磁特性會(huì)改變。利用這種物質(zhì)可以做成各種可靠性好，靈敏度高的傳感器，這類(lèi)傳感器是利用磁性材料作為其敏感元件，故稱(chēng)磁性傳感器。
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德國(guó)易福門(mén)IFM磁性傳感器工作原理:
工作方式
磁性材料在受到外界的熱、光、力以及射線的作用時(shí)，要改變其磁特性。如圖，磁性傳感器的輸入量有熱、光、應(yīng)力、射線、磁等使磁性傳感器（磁性材料）的Bm、Hc、μ或R發(fā)生變化。利用這些磁參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
對(duì)傳感器用磁性材料性能的要求
①反應(yīng)迅速。用p表示檢出量（一般為電壓e或電流i），
則：
上式中，Q表示磁性量（Bm、Hc、μ或R），并表示輸入量（熱、光、力…），t為時(shí)間。
表示輸入量x作用在磁性材料上時(shí)，材料的磁量（Bm、Hc、μ或R）所發(fā)生的變化速率，亦就是材料所具有的對(duì)敏感輸入量的固有特性， 表示磁性材料對(duì)輸入量響應(yīng)的快慢。為了提高器件的性能，要求 和 都高。
現(xiàn)舉例說(shuō)明上式意義，設(shè)（敏感）輸入量x為熱量，用溫度
T表示，Q為磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm，p為e（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)），所以：
式中， 為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度隨溫度的變化， 為磁性材料對(duì)溫度的響應(yīng)速率。根據(jù)式 ，要提高p值，必須使 和 都高，其中 為輸入量的變化速率， 為磁性量對(duì)輸入量的反應(yīng)速度，主要決定于磁性材料的特性，必須進(jìn)一步討論。
②Q隨x的變化規(guī)律要快。材料的磁性量Q（Bm、Hc、μ或R）隨輸入量x（光、熱、壓力…）的變化規(guī)律有3種類(lèi)型，如圖所示。
曲線a：在x附近，Q值急劇變化，在x為其他值時(shí)，Q值幾乎不變——存貯信息和能量變換用；
曲線b：Q與x的關(guān)系基本上按比例減少（或增加）——測(cè)量和控制用；
曲線c：是常見(jiàn)的情況。 [3]
德國(guó)易福門(mén)IFM磁性傳感器的常用分類(lèi)：
凡是利用磁性質(zhì)、磁通量變化來(lái)制作的傳感器叫磁性傳感器。常見(jiàn)的磁性傳感器有二種：壓磁式傳感器和磁電式傳感器。這兩種傳感器在工作原理及使用范圍上都有較大差異，下面分別予以介紹。
壓磁式傳感器
壓磁式傳感器與其它傳感器相比，具有輸出功率大、抗干擾能力強(qiáng)，精度高，線性好、壽命長(zhǎng)，維護(hù)方便，運(yùn)行條件要求低（能在一般有灰塵、水和腐蝕性氣體的環(huán)境中長(zhǎng)期運(yùn)行）等優(yōu)點(diǎn)。因此，很適合于重工業(yè)、化學(xué)工業(yè)部門(mén)運(yùn)用，是一種十分有發(fā)展前途的傳感器。目前，這種傳感器已成功地用在冶金、礦山、造紙、印刷、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)工業(yè)部門(mén)，特別是各種自動(dòng)化系統(tǒng)中用來(lái)測(cè)量軋鋼機(jī)的軋制力、鋼帶的張力，卷?yè)P(yáng)機(jī)的定量自動(dòng)提升、紙張的張力、吊車(chē)提物的自動(dòng)稱(chēng)重、配料斗的稱(chēng)重、金屬切削過(guò)程的切削力以及電梯安全保護(hù)等各方面。 [4]
磁電式傳感器
磁電式傳感器多用于測(cè)量速度、加速度、位移、振動(dòng)、扭矩等參數(shù)。將被測(cè)的參數(shù)變換為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變換器稱(chēng)為磁電式傳感器或感應(yīng)傳感器。磁電式傳感器是以導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為基礎(chǔ)的。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，具有W匝的線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與穿過(guò)該線圈的磁通Φ的變化速度成正比例，即
若機(jī)械量直接控制傳感器線圈所交鏈的磁通的變化，則這種傳感器可以不經(jīng)中間轉(zhuǎn)換元件，而將機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度直接轉(zhuǎn)換為與其成比例的電信號(hào)。
下圖為磁電式傳感器的原理圖，它相當(dāng)于一個(gè)發(fā)電機(jī)，線圈1是經(jīng)軸2與被測(cè)參數(shù)連接在一起在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。有的傳感器采用線圈靜止，而磁鐵運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)傳感器的結(jié)構(gòu)已定時(shí)，磁感強(qiáng)度及線圈總長(zhǎng)L都為常數(shù)，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與線圈對(duì)磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度成正比。所以，磁電傳感器只可用來(lái)測(cè)定線速度或角速度，但是由于速度與位移（或加速度）僅差一積分（或微分）關(guān)系，因此若在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中測(cè)量電路中接一積分電路，那么輸出電動(dòng)勢(shì)就與位移量成正比關(guān)系；如果在測(cè)量電路中接一微分電路，則輸出電動(dòng)勢(shì)就與運(yùn)動(dòng)的加速度成正比關(guān)系。這樣磁電式傳感器除可測(cè)量速度外，還可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)的位移和加速度。磁電式傳感器的輸出量，除了電動(dòng)勢(shì)的幅值大小外，也可以是輸出電動(dòng)勢(shì)的頻率值，如磁電式轉(zhuǎn)速表即為一個(gè)例子。
德國(guó)易福門(mén)IFM磁性傳感器的動(dòng)向：
以程序控制、環(huán)境控制、診斷為首的自動(dòng)化工程目前已開(kāi)始進(jìn)入家庭的日常生活，獲得信息并及時(shí)處理信息的重要性正在增大，特別是近，信息處理的主要場(chǎng)所已進(jìn)入家庭的客廳和廚房。所有這些場(chǎng)合，情報(bào)信息的檢測(cè)是先決條件，因此，傳感器變得很重要。
使用傳感器的各種場(chǎng)合很多，傳感器的類(lèi)型種類(lèi)也很多。大體上可以分為電磁性和非電磁性兩大類(lèi)。電磁性的信息容易進(jìn)行傳遞、記錄、放大和計(jì)算等，也便于輸入計(jì)算機(jī)?？墒?，非電磁性的信號(hào)處理就很困難，必須把它們變換為磁性信號(hào)，作為這種變換方式磁性傳感器是有效的。
磁性傳感器這一名詞有兩層意思。，是檢測(cè)具有磁性信號(hào)的磁性傳感器。第二，把非磁性的信息變換為磁性信號(hào)用的磁性傳感器。
另外，從構(gòu)造上來(lái)分類(lèi)磁性傳感器也有兩種類(lèi)型：是功能性的傳感器，它是利用特殊磁性傳感器材料做成的。第二是結(jié)構(gòu)性傳感器，它是用一般磁性材料制成的、其機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分巧妙的傳感器。