磁电式传感器基本特性分析

当测量电路接入磁电传感器电路时，磁电传感器的输出电流I_o为

式中 R_f——测量电路输入电阻；

R——线圈等效电阻。

传感器的电流灵敏度为

而传感器的输出电压和电压灵敏度分别为

当传感器的工作温度发生变化或受到外界磁场干扰、受到机械振动或冲击时，其灵敏度将发生变化，从而产生测量误差，其相对误差为

1.非线性误差(www.xing528.com)

磁电式传感器产生非线性误差的主要原因是：由于传感器线圈内有电流I流过时，将产生一定的交变磁通Φ_I，此交变磁通叠加在永久磁铁所产生的工作磁通上，使恒定的气隙磁通变化，如图10-3所示。当传感器线圈相对于永久磁铁磁场的运动速度增大时，将产生较大的感应电动势e和较大的电流I，由此而产生的附加磁场方向与原工作磁场方向相反，减弱了工作磁场的作用，从而使得传感器的灵敏度随着被测速度的增大而降低。当线圈的运动速度与图10-3所示方向相反时，感应电动势e、线圈感应电流反向，所产生的附加磁场方向与工作磁场同向，从而增大了传感器的灵敏度。其结果是线圈运动速度方向不同时，传感器的灵敏度具有不同的数值，使传感器输出基波能量降低，谐波能量增加，即这种非线性特性同时伴随着传感器输出的谐波失真。显然，传感器灵敏度越高，线圈中电流越大，这种非线性越严重，如图10-4所示。

图10-3 磁电式传感器产生非线性误差

图10-4 传感器电流的磁场效应

2.温度误差

当温度变化时，对铜线而言每摄氏度变化量为dl/l≈0.167×10^-4，dR/R≈0.43×10^-2，dB/B每摄氏度的变化量决定于永久磁铁的磁性材料。对铝镍钴永久磁合金，dB/B≈-0.02×10^-2，这样可得近似值为

这一数值是很可观的，所以需要进行温度补偿。补偿通常采用热磁分流器。热磁分流器由具有很大负温度系数的特殊磁性材料做成。它在正常工作温度下已将空气隙磁通分掉一小部分。当温度升高时，热磁分流器的磁导率显著下降，经它分流掉的磁通占总磁通的比例较正常工作温度下显著降低，从而保持空气隙的工作磁通不随温度变化，维持传感器灵敏度为常数。