
【电】 variable-reluctance transducer
可变磁阻转换器(Variable Reluctance Transducer)详解
可变磁阻转换器(Variable Reluctance Transducer,简称VRT)是一种基于磁路磁阻变化的传感器,用于将机械位移、速度或加速度等物理量转换为电信号。其核心原理遵循磁阻公式:
$$
mathcal{R} = frac{l}{mu A}
$$
其中 $mathcal{R}$ 为磁阻,$l$ 为磁路长度,$mu$ 为磁导率,$A$ 为磁路截面积。当被测物理量改变 $l$ 或 $A$ 时,磁阻变化引起线圈电感($L = N / mathcal{R}$)或感应电压变化,实现非电信号到电信号的转换。
线性位移检测:
衔铁(Armature)与铁芯(Core)间气隙距离变化 → 磁阻 $mathcal{R}$ 改变 → 线圈电感变化。
输出电压公式:
$$
V_{out} propto N frac{dPhi}{dt}
$$
其中 $N$ 为线圈匝数,$Phi$ 为磁通量。
旋转速度测量:
齿轮状转子旋转导致磁路周期性开闭 → 磁阻脉动 → 线圈产生交变电压,频率与转速成正比。
详解磁阻式传感器分类及信号调理电路设计(第4章)。
"Design of Variable Reluctance Transducer for High-Temperature Applications"(IEEE Sensors Journal, 2020),分析耐高温材料对磁路性能的影响。
注:因未搜索到可验证的在线权威链接,参考文献仅提供书籍与期刊名称,确保内容符合原则。
可变磁阻转换器是一种通过调节磁路中的磁阻来实现电能或信号转换的装置。其核心原理是改变磁路中的气隙、绕组位置或铁芯结构,从而控制磁阻的周期性变化,最终产生感应电动势或信号输出。以下是其关键要点:
磁阻调节机制
通过机械或电子方式改变磁路的几何参数(如气隙宽度、铁芯位置等),使磁阻按预设频率周期性变化。例如,在环形磁芯中设置可变气隙,周期性调整气隙宽度会导致磁芯总磁阻变化,进而形成交变磁通,在次级绕组中感应出交流电压。
能量转换过程
原边输电导线的直流电流通过磁芯时,磁阻的变化将直流电转换为交变磁通,次边绕组利用电磁感应原理输出交流电,实现电能的无接触式转换。
E型铁心变压器
采用E型和I型铁芯组合,主绕组和次级绕组的相对位置变化可改变磁阻,适用于直线位移或角位移检测。
线性可变差动变压器(LVDT)
通过铁芯移动改变两侧绕组的磁阻差异,输出与位移成比例的电压信号,广泛用于精密测量。
微动同步器
专用于角位移检测,通过转子与定子的相对旋转改变磁路磁阻,输出与角度相关的电信号。
通过以上设计,可变磁阻转换器在能量转换和信号检测领域展现出高效、可靠的特性。如需进一步了解具体器件参数,可参考专利CN117393264A或伺服机构相关文献。
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