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磁电式速度传感器


  磁电式速度传感器是利用电磁感应原理将传感器的质量块与壳体的相对速度转换成电压输出。图2-8所示为磁电式相对速度传感器的结构,它用于测量两个试件之间的相对速度。壳体 6 固定在一个试件上,顶杆1顶住另一个试件,磁铁 3 通过壳体构成磁回路,线圈4置于回路的縫隙中,两试件之间的相对振动速度通过顶杆使线圈在磁场气隙中运动,线圈因切割磁力线而产生感应电动势其大小与线圈运动的线速度 u 成正比。如果顶杆运动符合前述的跟随条件,则线圈的运动速度就是被测物体的相对振动速度,因而输出电压与被测物体的相对振动速度成正比。

  相对式测振传感器力学模型如图2-9所示。相对式测振传感器测出的是被测振动件相对某一参考坐标的运动,如电感式位移传感器、磁电式速度传感器、电涡流式位移传感器等都属于相对式测振传感器

 

磁电式相对速度传感器的结构.jpg

相对式测振传感器力学模型.jpg

  相对式测振传感器具有两个可作相对运动的部分。壳体2固定在相对静止的物体上,作为参考点。活动的顶杆3用弹黃以一定的初压力压紧在振动物体上,在被测物体振动力和弹簧恢复力的作用下,顶杆跟随被测振动件一起运动,因而和测杆相连的变换器1将此振动量变为电信号。

  测杆的跟随条件是决定该类传感器测量精度的重要条件,其跟随条件简耍推导如下。设测杆和有关部分的质量为 m ,弹簧的刚度为 K 当弹簧被预压 △X 时,则弹簧的回复力F=k△x,该回复力使测杆产生的回复加速度 a=F/m,为了使测杆具有良好的跟随条件,它必须大于被测振动件的加速度,即

  式中,为被测振动件的最大加速度(如果是简谐振动,,xm为简谐振动的振幅值)。考虑到 F=k△x ,则

因而可得

  

  式中,fn为被测振动件固有频率( )。

  如果在使用中弹簧的压缩量△X不够大,或者被测物体的振动频率 f 过高,不能满足上述跟随条件,顶杆与被测物体就会发生撞击。因此相对式传感器只能在一定的频率和振幅范围内工作。