术语:线圈可以用作检测磁性或金属物体的“拾取器”。它可以被称为换能器、感应换能器、磁换能器、线圈、拾取器、电感器、磁线圈、拾取线圈、感应回路、感应传感器、磁传感器、金属探测器、比较器、黄金探测器、裂纹探测器-用于检测焊缝等处的裂纹,头部-如磁带录音机中的裂纹。 |
作为“拾音器”的电感器。 现在我们来看看线圈用作传感器时的一个重要特性。 当磁铁经过线圈时(包括靠近或远离线圈的动作),线圈中会产生正弦波形式的电压。 我们使用术语“正弦波”来表示波形的大致形状,以区别于其他形状,例如“方波”、“指数”或“毛刺”。正弦波是具有逐渐上升和下降的连续波形,如下例所示: 如果磁铁经过线圈末端、进出线圈末端或磁铁穿过中心,则会产生相同类型的波形。 如果磁铁快速移动,波形的幅度会增加。 振幅也由磁铁的强度决定。 需要注意三点。 第一个是线圈通过线圈末端时产生的电压。 当磁铁正对着线圈一端时,磁通量的变化为零,因此线圈产生的电压为零。 第二点是线圈产生的电压变化。当磁铁从正向移动到反向(如线圈末端所见)时,输出电压在极小的偏移部分期间从正变为负。 第三点是磁铁不动时线圈产生零电压。
如果磁铁以更快的速度移动,则线圈产生的电压将更大,如下面的动画所示: 如果两个或多个线圈与一个或多个提供磁场的线圈靠近放置,当磁铁或金属物体穿过磁场时,感应线圈产生的波形会发生变化。尺寸和形状可能非常小,但放大阶段可以产生惊人的信息。 这就是自动售货机中的金属探测器(金探测器)或硬币探测器的原理。 由此产生的波形可以区分硬币和“弹头”、铝罐、“拉环”或金块。这种类型的检测器不在此讨论范围内。我们将只讨论如何检测脉冲频率和来自单个线圈的电压幅度。
为使感应拾取器成功,通过线圈末端的磁铁必须强大且靠近线圈末端。 线圈的输出通常小于 700mV,并且必须交流耦合到晶体管,以便线圈产生的电压将修改晶体管的偏置,如下图所示: 在下图中,磁铁通过线圈,当它从线圈上移开时,线圈产生的电压使晶体管截止,集电极上的电压升高。 线圈可以连接到双晶体管排列以产生方波输出,适用于需要无噪声信号的电路: 下图显示了一个使用线圈的非常简单的电路。这是我们的金属探测器 -1。 它使用 16 匝线圈(直径约 6')来检测硬币等金属物体。电路以约 140kHz 的频率振荡,产生的频率由 AM 收音机拾取,以在表盘上产生一个安静点。当一块金属放置在线圈附近,电路的频率发生改变,收音机将其拾取为低频音调。电路极其敏感,可以清楚地听到低至几赫兹的频率偏移. 旋转 电机是旋转电感器的一个例子。大多数小型电机都是 3 极(自启动的最小极数),如果将电机用作发电机,输出将对应于旋转速度。 对于 3 极电机,每转会产生三个波形,下图显示了产生的波形类型: 如果电机的 RPM 增加,则波形会发生变化: 检测电路可用于对脉冲进行计数并确定 RPM。 通过将风扇叶片放在电机的轴上,您可以测量风速和加热和冷却系统的输出等。 通过将风扇放在以已知速度行驶的汽车的窗外,可以校准电机的输出。
|