磁感應(yīng)式傳感器的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。磁感應(yīng)式傳感器主要由信號(hào)轉(zhuǎn)子才感應(yīng)線(xiàn)圈、永久磁鐵和磁扼組成。
磁力線(xiàn)穿過(guò)的路徑:永久磁鐵N極→定子與轉(zhuǎn)子間氣隙→轉(zhuǎn)子凸齒→轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間氣隙→磁頭→導(dǎo)磁板→永久磁鐵S極。
當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),磁路中的氣隙會(huì)周期性發(fā)生變化,磁路的磁阻和穿過(guò)感應(yīng)線(xiàn)圈磁頭的磁通量隨之發(fā)生周期性變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,感應(yīng)線(xiàn)圈中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。
磁感應(yīng)式傳感器電路組成包括信號(hào)發(fā)生器、濾波電路、放大電路、整形電路以及線(xiàn)束插頭等,如上圖所示。傳感器中的磁通φ和電動(dòng)勢(shì)E的波形如下圖所示。
1)當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭的氣隙減小,磁路的磁阻減小,磁通量φ增多,磁通變化率增大,即gs1,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正,即E>0,如圖中曲線(xiàn)abc所示。
2)當(dāng)轉(zhuǎn)了凸齒接近磁頭邊緣時(shí),磁通量φ急劇增多,磁通變化率最大,即GS2,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最高(E=Emax),如圖曲軸b點(diǎn)所示。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)b點(diǎn)后,由于磁通變化率減小,因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E降低。
3)當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到凸齒中心線(xiàn)與磁頭中心線(xiàn)對(duì)齊時(shí),(如圖b),由于磁通變化率為0,因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=0,如圖中c點(diǎn)所示。
4)當(dāng)凸齒離開(kāi)磁頭時(shí),(如圖c),凸齒與磁頭間氣隙增大,磁阻增大,磁通量φ減少,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變?yōu)樨?fù)值,如圖中曲線(xiàn)cda所示。當(dāng)凸齒即將離開(kāi)磁頭邊緣時(shí),磁通量φ急劇減少,磁通變化率達(dá)到負(fù)向最大值,即GS3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E也達(dá)到負(fù)向最大值,如圖中曲線(xiàn)d點(diǎn)所示。
5)總之,信號(hào)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)凸齒,就會(huì)在感應(yīng)線(xiàn)圈中產(chǎn)生一個(gè)周期的交變電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)線(xiàn)圈輸出端輸出一個(gè)交變電壓信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí),信號(hào)轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)速也隨之變化,轉(zhuǎn)速越高,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大,如圖b所示。
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