曲面构件磁巴克豪森噪声检测传感器研制

改进了传统的基于直筒型磁芯的传感器结构及其与曲面的耦合方式,研制出适用于曲面构件的磁巴克豪森噪声传感器.通过有限元仿真方法,对比分析了3种磁芯结构(直筒型、侧凸型和内凸型)的磁化效能,结果表明:内凸型磁芯为最佳的磁芯结构.基于有限元分析结论,制备了基于内凸型磁芯的磁巴克豪森噪声检测传感器,在半径不同的45号钢轴上进行了实验测试,分析了曲率半径对磁巴克豪森噪声检测信号幅值的影响规律.结果显示:当检测曲面曲率半径从20mm逐步增加至50mm时,传感器检测的磁巴克豪森噪声幅值逐步降低,最大降幅达到30%,主要原因是曲率变化导致通过磁芯耦合至构件的励磁场强度产生波动.这一结论预示着:利用磁巴克豪森噪声传感器对变曲率表面进行检测时需进行励磁反馈控制.     

霍尔元件自激场的计算与分析

针对霍尔式传感器的核心敏感部件——霍尔元件在通入工作电流后其自身产生的磁场(自激场)的磁感应强度进行计算，进而分析由霍尔元件组成的高斯计在测磁时由于自激场的存在所带来的误差。     

一种基于径向充磁的霍尔式新型角度传感器

利用径向磁铁的磁感应强度沿径向同心圆正弦分布的特点,设计了一款新型角度传感器.分析了基于线性霍尔元件和径向充磁的角度测量原理,给出了角度计算方法,并设计制作了角度传感器.实验表明,该角度传感器结构简单,测量重复性好,绝对误差小于0.3°.     

一种机车霍尔电流传感器的研究与设计

现有机车车辆段的电流检测多使用零磁通式霍尔电流传感器,为了解决该传感器受环境温度影响大,线性度低等缺点,设计了一种温度特性较好的高性能霍尔电流传感器,由坡莫合金材料的圆环磁芯以及具有温度补偿功能的信号调理电路组成。实验测试表明,该电流传感器的总精度在0.8%之内,具有高达150kHz的频带宽度,不超过0.5mA的零点偏移电流以及不高于2.5%的输出电流温度漂移等性能。     

基于霍尔传感器的随动检测系统设计与实现

提出了一种基于霍尔传感器的随动检测系统的设计。着重阐述了霍尔传感器的工作原理和随动检测系统的结构、数学建模及其分析,比对系统的静态、动态测试数据与参考信号,表明该系统可以克服霍尔传感器的检测范围小、磁场强度要求均匀、线性度差等缺点,完全满足于对微小位移变化的高精度测量。     

基于钢丝绳结构特征的断丝漏磁霍尔效应检测方法

根据钢丝绳断丝的漏磁检测原理,利用单片霍尔元件检测钢丝绳断丝漏磁的特性,推导出采用霍尔元件列沿钢丝绳周向均匀布置实现无漏检检测时元件的布置方法和最佳元件数计算式.根据钢丝绳结构特征,提出以提高检测信号信噪比和减少输出检测通道数为目的的多元件组合检测方法以及各元件间的最佳组合、布置方法.     

单片机在物理量测量中的应用

为了提高霍尔元件测量位移时的精度,必须提高霍尔电势的测量精度。为了解决这个关键问题,本文设计了单片机扩展高精度数据采集装置,完成了关试验,获得了较好的效果。 应该说明,该数据采集装置的用途不仅上述一种,更换不同的传感器,配相应的软件,就可以对电、磁、声、光、热,力等各种物理量进行高精度测量,并进行相应的数据处理和运算。     

基于霍尔元件的EPS位置传感器

针对传统的电阻接触式位置传感器存在有触点、可靠性差、寿命短的缺点,提出了一种基于可编程三轴霍尔元件的EPS位置传感器设计方案。对机械结构和电路结构分别进行了研究。机械结构中设计出磁体和转子一体化的转子架,磁体采用径向一对极充磁的方案,使霍尔元件表面磁感应强度变化均匀,提高了传感器的定位精度,并减化了结构,使可靠性提高。电路结构设计中采用了独特的抗干扰电路,保证传感器能够抵抗来自外部的干扰而正常工作。该方案利用霍尔元件,实现了对扭矩的非接触测量,使用该方案设计的传感器可替换电阻接触式位置传感器。     

管道内部漏磁检测装置研究

针对管道内壁缺陷,通过分析纵向和横向缺陷的特点.设计了纵向和横向缺陷的漏磁检测装置.为了增加测量的精度,选择体积小、灵敏度高的霍尔传感器HW-302B作为检测元件,并利用阵列排布方式消除了检测盲区.测量过程中采用直流力矩电机带动传送轮驱动管道行进,使得管道在螺旋前进中实现对其全长的测量.电机的方向和转速可以通过STC单片机来控制和调节.     

一种霍尔效应法测量螺线管轴线磁感应强度的实验装置

提出了一种霍尔效应法测量螺线管轴线磁感应强度的实验装置。该实验装置采用直线电机带动霍尔元件在螺线管中移动,定位准确方便。螺线管励磁电流及霍尔元件驱动电流采用数控恒流源来提供,可以方便地改变方向及大小,精确控制测量时间,避免螺线管发热,从而提高实验精度,保护实验装置。     

线性霍尔传感器在铁路信号微机监测系统中的工程应用

通过分析基于霍尔元件的线性霍尔传感器的测量原理,提出该传感器在铁路信号微机监测系统中的工程测量方法,并对其工程设计进行了举例说明。     

点阵式霍尔电流传感器的模型及实现

分析了基于长直载流导线磁场分布模型的点阵式霍尔电流传感器模型,就霍尔元件的数量与互感器测量不准确度之间的关系进行了仿真计算,发现由16个以上的霍尔元件构成的环形阵列具有较强的实用性,从工程实际出发,提出了采用印刷电路板技术实现点阵式霍尔电流传感器的制造方法,并利用16个霍尔元件设计制作了额定电流为3 kA的电流互感器样品,相关试验表明印刷电路板与霍尔元件构成的点阵式霍尔电流传感器线性度高,动态范围宽,质量轻,且价格低.     

小波变换式铁磁材料表面探伤

由于铁磁性材料的表面缺陷和励磁磁场相互作用可产生漏磁场,采用霍尔元件测量漏磁场以实现铁磁性材料表面探伤.研究表明,可通过选用线性度良好的霍尔元件、真有效值AC/DC电压转换器、高稳定度的直流恒流源电路和高稳定度的交流高频恒流源电路来提高测量精度.另外,为了消除干扰信号,将声表面波式小波反变换处理器件应用于铁磁性材料表面探伤中.理论和试验结果表明,声表面波式小波反变换处理器能够有效地消除干扰信号     

基于霍尔元件阵列的缺陷漏磁检测技术研究

利用高灵敏度霍尔器件,设计研制了多通道阵列式漏磁检测传感器及信号处理电路.对不同几何参数的铁磁性试件缺陷进行了检测实验研究,该漏磁检测系统可实现地磁场激励和人工弱磁激励下的缺陷信号图像显示.探讨了基于多通道漏磁信号的缺陷表示方法,并利用人工神经网络技术对基于多通道传感器漏磁信号的缺陷反演问题进行了初步研究,表明利用霍尔元件阵列检测装置和人工智能信息处理方法,可以实现多通道漏磁信号与缺陷参数的非线性拟合,进而实现漏磁检测中的缺陷定量化分析.     

焊接结构的金属磁记忆检测

应用金属磁记忆检测方法,对焊接构件的法向和切向残余磁场强度进行了检测和分析.结果表明,法向残余磁场强度过零点处切向残余磁场强度最大,该方法可以检测焊接结构的残余应力分布.并通过对硬度的测定及其与抗拉强度的换算,得到硬度、抗拉强度与法向残余磁场强度的关系,即硬度高的地方,抗拉强度大,残余磁场强度梯度也大.研究认为可以通过对铁磁构件法向残余磁场强度的检测,得出硬度和抗拉强度的分布情况.     

基于有限状态机的电机霍尔传感器故障诊断与补偿策略

针对在复杂工况下运行的永磁无刷电机霍尔位置传感器故障,提出了基于有限状态机的故障诊断方法.该方法可准确区分正常霍尔信号、故障霍尔信号以及反向霍尔信号,并将有限状态机与设计的超螺旋转速观测器相结合,实现了对发生在任意扇区内霍尔位置传感器故障的实时检测.在此基础上,设计了霍尔信号补偿控制器,利用正常霍尔传感器与转速观测器的估计转速生成补偿霍尔信号,使电机能在单个或2个霍尔位置传感器故障时,仍能保持稳定运行,并减小了故障引起的性能波动.最后,利用永磁无刷电机实验平台对所提控制策略进行了验证.实验结果表明,所提故障诊断方法能及时检测出霍尔传感器故障,后续的补偿控制策略也能保证故障后电机的平稳运行.     

静拉伸条件下螺纹联接件三维弱磁信号研究

针对螺纹联接件应力分布不均匀和局部塑性变形问题,提出了利用地磁场环境下试件表面三维弱磁信号进行检测的新方法.在静拉伸试验机上对螺纹联接件进行了拉伸实验,利用二维磁记忆检测传感器实现了螺纹法向、轴向和切向三维弱磁信号的在位测量.利用有限元方法对螺纹的法向、轴向和切向应力应变进行了计算.结果表明,三维弱磁信号中,轴向弱磁信号和应力之间具有较好的相关性.     

传感器提离值对管道漏磁检测的影响

为了提高油气管道漏磁检测的准确度,需要在确保检测灵敏度的同时,减小磁传感器与被测油气管道表面的距离即提离值的波动的影响。分析了提离值选择的主要原则,并从磁路设计角度,提出了一种通过改进油气管道检测器结构抑制传感器提离值波动影响的方法。通过仿真计算验证了这种方法的效果。结果表明:该方法不仅可以有效地提高检测灵敏度,而且信噪比可以提升30%以上。该方法有助于为优化检测器结构和提高漏磁检测的准确度提供重要的依据。     

一种新型三向力传感器的设计与研究

介绍了一种新研究设计的三向力传感器。置于分布磁场中的五个霍尔元件,将空间力通过弹性敏感元件转换成位移后,获得的霍尔电势进行运算,得到三向力所对应的三个电压输出。然后送进微机进行线性校准、动态补偿和降低向间干扰等方面的处理,使之具有良好的测量特性。     

基于串行扩展技术的霍尔液位传感器

目的针对低精度的液位测量,设计一种液位测量传感器。方法利用开关霍尔元件和串行扩展技术。结果设计了测量电路、信号处理电路和软件。结论传感器性能稳定,设计方案可行。