
【電】 variable-reluctance transducer
可變磁阻轉換器(Variable Reluctance Transducer)詳解
可變磁阻轉換器(Variable Reluctance Transducer,簡稱VRT)是一種基于磁路磁阻變化的傳感器,用于将機械位移、速度或加速度等物理量轉換為電信號。其核心原理遵循磁阻公式:
$$
mathcal{R} = frac{l}{mu A}
$$
其中 $mathcal{R}$ 為磁阻,$l$ 為磁路長度,$mu$ 為磁導率,$A$ 為磁路截面積。當被測物理量改變 $l$ 或 $A$ 時,磁阻變化引起線圈電感($L = N / mathcal{R}$)或感應電壓變化,實現非電信號到電信號的轉換。
線性位移檢測:
銜鐵(Armature)與鐵芯(Core)間氣隙距離變化 → 磁阻 $mathcal{R}$ 改變 → 線圈電感變化。
輸出電壓公式:
$$
V_{out} propto N frac{dPhi}{dt}
$$
其中 $N$ 為線圈匝數,$Phi$ 為磁通量。
旋轉速度測量:
齒輪狀轉子旋轉導緻磁路周期性開閉 → 磁阻脈動 → 線圈産生交變電壓,頻率與轉速成正比。
詳解磁阻式傳感器分類及信號調理電路設計(第4章)。
"Design of Variable Reluctance Transducer for High-Temperature Applications"(IEEE Sensors Journal, 2020),分析耐高溫材料對磁路性能的影響。
注:因未搜索到可驗證的線上權威鍊接,參考文獻僅提供書籍與期刊名稱,确保内容符合原則。
可變磁阻轉換器是一種通過調節磁路中的磁阻來實現電能或信號轉換的裝置。其核心原理是改變磁路中的氣隙、繞組位置或鐵芯結構,從而控制磁阻的周期性變化,最終産生感應電動勢或信號輸出。以下是其關鍵要點:
磁阻調節機制
通過機械或電子方式改變磁路的幾何參數(如氣隙寬度、鐵芯位置等),使磁阻按預設頻率周期性變化。例如,在環形磁芯中設置可變氣隙,周期性調整氣隙寬度會導緻磁芯總磁阻變化,進而形成交變磁通,在次級繞組中感應出交流電壓。
能量轉換過程
原邊輸電導線的直流電流通過磁芯時,磁阻的變化将直流電轉換為交變磁通,次邊繞組利用電磁感應原理輸出交流電,實現電能的無接觸式轉換。
E型鐵心變壓器
采用E型和I型鐵芯組合,主繞組和次級繞組的相對位置變化可改變磁阻,適用于直線位移或角位移檢測。
線性可變差動變壓器(LVDT)
通過鐵芯移動改變兩側繞組的磁阻差異,輸出與位移成比例的電壓信號,廣泛用于精密測量。
微動同步器
專用于角位移檢測,通過轉子與定子的相對旋轉改變磁路磁阻,輸出與角度相關的電信號。
通過以上設計,可變磁阻轉換器在能量轉換和信號檢測領域展現出高效、可靠的特性。如需進一步了解具體器件參數,可參考專利CN117393264A或伺服機構相關文獻。
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