桥式压磁传感器
桥式压磁传感器的结构和工作原理如图10-26所示。这类传感器由两只互相垂直交又放置的压磁元件构成II形铁芯,在铁芯上分别绕制激磁线圈和测量线圈。该铁芯与被测铁磁金属体共同组成一个磁路。假如被测金属是一个受扭曲的轴(如汽轮机主轴),且传感器如图(a)所示放置,则主轴上产生互相垂直的拉应力和压应力,并且与轴成45°角,如图(b)所示,那么两个铁芯与被测金属表面的四个触点间的磁阻就形成如图(c)所示的电桥。
当给激磁线圈供以交流电流时,则在其中产生交变磁通。当被测金属体未受力时,其表面没有应力,因而磁性各向相同,各桥臂的磁阻Rm。相等,从激磁铁芯流经被测金属分别流向测量铁芯的两束磁通量相等。这两束磁通流经测量铁芯时,由于其方向相反而互相抵消,那么在测量线圈中不产生交变磁通,于是其中也不能感应出电动势,输出信号为零,即磁桥处于平衡状态。当被测金属体(如轮机主轴?受扭曲负荷时,由于其表面产生的互相垂直的拉应力和压应力,在拉应力和压应力方向上的磁导率或磁阻会发生不同变化。
例如,对硬磁材料来说,在拉应力方向上磁导率增高,即Rm-△Rm;而在压应力方向上磁导率降低,即Rm+△Rm,这样使磁桥失去平衡,那么,来自激磁铁芯的磁通沿相邻两辟分别流向测量铁芯的两磁通量不相等,磁阻Rm。较小的臂通过较多的磁通。这两束磁通流过测量铁芯就在测量线圈中感应出电动势。被测金属受力越大,磁桥失衡程度越大,通过测量铁芯的磁通量也越多。这种传感器在航空交通、电力设备中被广泛用来测量其扭矩等。
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