電感器介紹3
術語:線圈可以用作檢測磁性或金屬物體的“拾取器”。它可以被稱為換能器、感應換能器、磁換能器、線圈、拾取器、電感器、磁線圈、拾取線圈、感應回路、感應傳感器、磁傳感器、金屬探測器、比較器、黃金探測器、裂紋探測器-用于檢測焊縫等處的裂紋,頭部-如磁帶錄音機中的裂紋。 |
作為“拾音器”的電感器。
現在我們來看看線圈用作傳感器時的一個重要特性。
當磁鐵經過線圈時(包括靠近或遠離線圈的動作),線圈中會產生正弦波形式的電壓。
我們使用術語“正弦波”來表示波形的大致形狀,以區別于其他形狀,例如“方波”、“指數”或“毛刺”。正弦波是具有逐漸上升和下降的連續波形,如下例所示:

如果磁鐵經過線圈末端、進出線圈末端或磁鐵穿過中心,則會產生相同類型的波形。
如果磁鐵快速移動,波形的幅度會增加。
振幅也由磁鐵的強度決定。

需要注意三點。
第一個是線圈通過線圈末端時產生的電壓。
當磁鐵正對著線圈一端時,磁通量的變化為零,因此線圈產生的電壓為零。
第二點是線圈產生的電壓變化。當磁鐵從正向移動到反向(如線圈末端所見)時,輸出電壓在極小的偏移部分期間從正變為負。
第三點是磁鐵不動時線圈產生零電壓。
如果磁鐵以更快的速度移動,則線圈產生的電壓將更大,如下面的動畫所示:

如果兩個或多個線圈與一個或多個提供磁場的線圈靠近放置,當磁鐵或金屬物體穿過磁場時,感應線圈產生的波形會發生變化。尺寸和形狀可能非常小,但放大階段可以產生驚人的信息。
這就是自動售貨機中的金屬探測器(金探測器)或硬幣探測器的原理。
由此產生的波形可以區分硬幣和“彈頭”、鋁罐、“拉環”或金塊。這種類型的檢測器不在此討論范圍內。我們將只討論如何檢測脈沖頻率和來自單個線圈的電壓幅度。
為使感應拾取器成功,通過線圈末端的磁鐵必須強大且靠近線圈末端。
線圈的輸出通常小于 700mV,并且必須交流耦合到晶體管,以便線圈產生的電壓將修改晶體管的偏置,如下圖所示:

在下圖中,磁鐵通過線圈,當它從線圈上移開時,線圈產生的電壓使晶體管截止,集電極上的電壓升高。

線圈可以連接到雙晶體管排列以產生方波輸出,適用于需要無噪聲信號的電路:

下圖顯示了一個使用線圈的非常簡單的電路。這是我們的金屬探測器 -1。
它使用 16 匝線圈(直徑約 6")來檢測硬幣等金屬物體。電路以約 140kHz 的頻率振蕩,產生的頻率由 AM 收音機拾取,以在表盤上產生一個安靜點。當一塊金屬放置在線圈附近,電路的頻率發生改變,收音機將其拾取為低頻音調。電路極其敏感,可以清楚地聽到低至幾赫茲的頻率偏移.

旋轉
電機是旋轉電感器的一個例子。大多數小型電機都是 3 極(自啟動的最小極數),如果將電機用作發電機,輸出將對應于旋轉速度。
對于 3 極電機,每轉會產生三個波形,下圖顯示了產生的波形類型:

如果電機的 RPM 增加,則波形會發生變化:

檢測電路可用于對脈沖進行計數并確定 RPM。
通過將風扇葉片放在電機的軸上,您可以測量風速和加熱和冷卻系統的輸出等。
通過將風扇放在以已知速度行駛的汽車的窗外,可以校準電機的輸出。
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