传感器课程设计(磁电式传感器测振动位移)
湖南科技大学
课程设计
课程设计名称：磁电感应式位移传感器
学生姓名：
学院：机电工程学院
专业：测控技术与仪器
学号：
指导教师：书仪凌启辉
2017 年 6 月12 日
传感器、测控电路课程设计任务书
一、设计题目
磁电感应式位移传感器的设计
二、设计要求
（1）测得位移灵敏度为1700x S mV cm -=?
（2）可测得频率围为0~500Hz 时，最大加速度为10g 。
（3）可测得频率在0~600Hz 、振幅围为5~1m mm μ±±时，幅值误差为5%±；相位误差在50Hz 时为10o 。
（4）工作温度为10~80C C -o o
目 录
一、确定结构 (01)
二、原始给定数据 (01)
三、磁电式传感器的参数设计计算 (02)
四、误差分析 (10)
五、测量电路的设计 (12)
六、绘制测振传感器的电路图 (14)
七、附录 (15)
八、参考资料 (15)
正 文
一、确定结构
所选定的结构如下图1所示，它是为测量振动用的一种磁电式传感器。
图1
二、原始给定数据
（1）测得位移灵敏度为1700x S mV cm -=g
（2）可测得频率围为0~500Hz 时，最大加速度为10g 。
（3）可测得频率在0~600Hz 、振幅围为5~1m mm μ±±时，幅值误差为5%±；相位误差在50Hz 时为10o 。
（4）工作温度为10~80C C -o o
三、磁电式传感器的参数设计计算
1、磁路计算
测振传感器的结构和给定空间的分配尺寸如图2所示。采用磁场分割法，计算气隙磁导G μ和扩散磁导p G 值。由于铝和铜是不导磁体，相当于空气隙一样，图中没有画出。根据磁
场分布趋势，可将每一边的磁导近似分割成如图3所示的123G G G 、、。两边磁路对称，总磁
图2 、3
导G 及工作点M 求法如下。
（1） 求总磁导G 。
()12312
G G G G =++ ①磁导1G 。它是一个界面为矩形的旋转体，是属于同心的圆柱与圆筒之间的磁导，如图4所示。由图给定的尺寸可知
33 1.652
27 1.352
0.3R mm cm r mm cm R r cm δ=
====-= 查《新编传感器技术手册》（科杰主编）P358表12-2得
8
8 0
1
8
1
22 3.140.7 1.2510
27.410
1.65
ln ln
1.35
1
13.710
2
l
G H
R
r
G G H
δ
πμ-
-
-
????
===?
??
?
??
==?
②磁导
2
G。它是一个截面为半圆（直径为δ）的旋转体，如图5所示同理，查《新编传感器技术手册》（科杰主编）P358表12-2得
20
220.26
G G lμ
==?
这里l取平均周长，即()
2/2
l R r
π
=+=18.85cm
8
2
12.2510
G H
-
=?
图4 图5
③磁导
3
G。它是一个截面为半空心圆的旋转体，如图6所示。
查《新编传感器技术手册》（科杰主编）P358表12-2得
3
2
22
1
l
G G
m
μ
δ
π
==
??
+
?
??
这里l取平均周长，取 1.6
mδ
=，则
8
3
2.410
G H
-
=?