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磁通门传感器

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  • 发布时间:2016/8/14 22:04:08
  • 作者:hb_yinhe
定义
磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种传感器,是一种稍加改造的变压器式器件,通过利用外磁场对这种特殊变压器的输出信号产生的某些非对称的调制作用,检测这些调制作用引起的输出信号的任何一种变化来实现对外磁场的测量。
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磁通门传感器简介
  磁通门传感器由铁芯外绕激磁线圈、感应线圈组成。铁芯的基本要求是磁导率高、矫顽力小,且激磁线圈上的激磁电源频率要尽可能高。为提高测量精度而需要差分信号输出,一般采用双铁芯传感器,现在一般采用跑道形结构。两铁芯上缠绕的激磁线圈反向串联,两铁芯激励方向在任一瞬间在空间都是反向的。但是,环境磁场在两平行铁芯轴向分量是同向的。在形状尺寸和电磁参数完全对称的条件下,激磁磁场在公共感应线圈中建立的感应电势互相抵消,它只起调制铁芯磁导率的作用;而环境磁场在感应线圈中建立的感应电势则互相叠加。
磁通门双铁芯跑道形传感器结构图
磁通门双铁芯跑道形传感器结构图
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磁通门传感器工作原理
  磁通门传感器就是利用某些高磁导率的软磁材料(如坡莫合金)作磁芯,以其一起在交流磁场作用下的次饱和特性及法拉第电磁感应原理研制成的测磁装置。其结构可以看成一个特殊的变压器,磁通门测磁法利用这种特殊变压器的磁芯,当交变电流流过该变压器原边线圈时,磁芯反复被交变过饱和励磁所磁化,当有外磁场存在时,励磁变得不对称,变压器的输出信号受到外磁场的调制。通过检测输出的调制信号就可以实现对外磁场的测量。
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磁通门传感器的分类
  磁通门传感器根据磁芯几何形状分为闭合式和非闭合式两类。非闭合式磁通门传感器又分为长条形单磁芯和长条形双磁芯两种,而闭合式磁通门传感器分为长方形磁芯、跑道形磁芯和圆形磁芯。在磁场的分量测量中,用跑道形磁芯较多。
  根据激励场和外部磁场方向的不同,磁通门传感器可以分为平行门磁通门传感器(激励磁场与被测磁场平行)、正交门磁通门传感器(激励磁场与被测磁场垂直)和混合型磁通门传感器。
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磁通门传感器的应用
 1、磁场监测:比如做成单轴磁强计、三轴磁强计、磁强梯度测量仪;
 2、电磁参数检测;
3、工程检测:材料和零件磁性分检和残磁检测;铁磁矿勘探等;
4、电流测量:做成磁通门电流传感器,相比于其他电流传感器,有其独特的特点。

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