电磁传感器的分析与设计.pdf

维普资讯 弓。 佳J束斯太学学报(自林l科学版)Vo1．17N0．3 ournalofJlamusiUniversity(NaturalScienceEdition) Sep 1999。 ． 电磁传感器的分析与设计。 孟兆锋 、何继伟 姚玉环 张立斌 r — — — — — — 一 一P『21．2 期月 (佳木斯大学工学睫r佳木斯r154007)(售市北方机械厂)(隹市点他厂)(佳木斯大学工学睫) 摘 要 对电磁传惑器的结构参数与其灵敏度之间的关熹进行 1理论分析研究，阐述 1提高其灵 敏度的措施．在实验的基础上，确定 了其输出电压与激磁信号频率 厂之闻的最佳关皋a-~ tt-5测试范 围等．可用于实际生产提高自动焊的质量． 关键词 传感器 灵敏度 跟踪 自动控制 分类号 ： ～ — — — — 电 0 前 言 电磁传瘟器是一种非接触式的传感器，它在现代焊接质量 自动控制方面有着广阔的应用前景．其工 作原理就是共用初级线圈的两个变压器，即由一个初级线圈，两个对称的次级线圈及E形铁心构成的 差动变压器．当初级 电上加以交流激磁电压时，在铁心与工件构成的磁路中产生了交变磁通 在次级 线圈铀与 t上分别有感应电势：En=一 M It及 E =一 wM ：则传感器的输出电压 U =En一五I即U 一Ⅳ(2：一 n)^ 式中： ”分别为 ％曲t与el之间的互感系数，即Mz=Ⅳ ／t。 M =Ⅳ： ：／I 其中Ⅳ Ⅳtt是敬级线圈的匝数 ，由于对称，故有 N：=N ：N 则有U~v=WN2( 一 )=WN2却 由磁场的边界条件可知，工件装配间隙将磁通 分为 舜与 传两部分．当传感器相对工件移动时， 让与 成差动变化，其差值正比于位移量．故传感器输出电压幅值也正比于位移量，而相位则对应于两 十相反的位移方向，互差 180。．当传感器对准间隙中心时，主磁通在两十侧柱上的分配相平衡，即 一 ，从而使u 等于零 ，反之 则u 不等于零 实现了位移信号的检测及变换功能． 1 电磁传感器的分析与设计 由电磁理论可知．传感器的空载输出电压为 Use： (1) 、，Rl+ (WL) 因激磁信号预率 一l~lOkHz，满足 Ll的条件，所以(1)式为 (^fn— M )U 。 一一 —] —一 (2) 自感系数厶及互感系数 与磁导G的关系为 厶 =Ⅳ ／I= ⅣG Mn=Nt佟 ／I一NzN Gn M”=N，佟 ／I。=N N G 公式(2)又可写成 k【 =Ⅳ：(G -G2)U ，ⅣG 从而把传蒜器的计算归结为磁导的计算．如图1所示． 回 收穑 日期-1999一Ot—O7 簟一作者帕介t张立麓，男，l9E3年 2月生 1gg1年毕业干暗朱篙工业大学金属材料专业．工学硬士．现任佳术斯大学副教