磁電轉換器

磁電轉換器是把磁轉換成電的元器件，其基本原理是在變化磁通量中的導體，會產生電動勢；此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢，若將此導體閉合成一迴路，則該電動勢會驅使電子流動，形成感應電流。要產生感應電流產生的條件：一是電路是閉合且通的；二是穿過閉合電路的磁通量發生變化。（若缺少一個條件，就不會有感應電流產生）

基本介紹

• 中文名：磁電轉換器
• 外文名：magnetoelastic transducer
• 所屬領域：數控工具機術語

測量磁電轉換器磁感應強度的簡便方法

通常，永久磁鐵的磁感應強度測量一般都使用專門的磁感應強度測量儀器，如核磁共振磁強計、高斯計、格拉索特磁通計和磁通門磁強計等。但因這些測量儀器功能專一，且價格較貴，故科研院校的試驗室較少配置這類儀器。當工作中要求快速、準確地測量出某一永久磁鐵的磁感應強度時，有兩種測量方法可供選擇，一是求助於別的單位使用專用測量儀器（需要花錢和時間）進行測量，二是儘量利用本試驗室現有的儀器儀表，根據磁感應強度測量原理進行測量。

磁感應強度的測量方法是在電磁理論、電子技術和物理學的基礎上建立起來的。介紹一種利用霍爾元件、5V直流電源、毫伏表、毫安表和磁感應強度發生器來測量磁電轉換器磁感應強度的簡便方法。

測量原理

依據霍爾效應實現磁電轉換器磁感應強度的測量。將一片霍爾元件垂直放入磁場，且在霍爾元件兩端的管腳通入控制電流，則霍爾元件另外兩端管腳將產生一個霍爾電勢，它們之間的關係為

式中：—霍爾電勢，V；

—元件係數，m/c；

—控制電流，A；

B—磁感應強度，T；

d—霍爾元件厚度，m。

由於霍爾元件的厚度已定，令為霍爾係數，對於某一霍爾元件來說，就是定值，則式（1）變為

或

可見，霍爾電勢與磁感應強度成正比，依據這一原理來測量磁感應強度，測量原理如圖1所示。

圖1

測量步驟

磁感應強度發生器的製作及標準磁感應強度的計算

根據電磁感應定律，在一長度為L、直徑為D的鐵芯（軟鐵棒）上纏繞N匝線圈，當線上圈中通入一定量電流時，可在鐵芯兩端產生一標準（恆定）磁感應強度，如圖2所示。其中鐵芯長度L為0.26m，直徑D為0.035m，導磁係數μ為H/m，線圈匝數N為3000匝。線上圈中通入1A控制電流，則可得出如下關係式

把上述數據代入式（4），可得：

圖2

計算霍爾元件的靈敏度

由（2）式得

如圖1所示，在標準磁感應強度的作用下，調節控制電流壽為不同值，測得對應的霍爾電勢數據見表1。

表1

利用式（5），對表1數據進行計算，結果見表2。

表2

磁電轉換器磁感應強度B的計算

經計算，已得該霍爾元件的平均霍爾係數為24.1714m/c，故可利用式（3）求得被測磁電轉換器的磁感應強度B。將霍爾元件、電源、毫安表、毫伏表及被測磁電轉換器按圖3所示進行聯接。

圖3

分別將1號、2號磁電轉換器垂直緊貼在霍爾元件上，此時霍爾元件將受到磁電轉換器產生的磁場作用，調節控制電流值，可測量相應的霍爾電勢，測量結果見表3和表4。

表3和表4

利用式（3），計算出1號和2號磁電轉換器磁感應強度和，結果見表5和表6。

表5和表6

測試結果驗證

為了驗證該方法的準確性，利用高斯計分別對1號和2號磁電轉換器的磁感應強度進行了測試，測試值為，值為。測試結果表明，套用該方法測量磁電轉換器的磁感應強度是準確可行的。