电磁矢量传感器阵列参数估计及应用(王桂宝,王兰美 著)思维导图
小学教育ppt课件教案磁效应的探索历程知识思维导图
法拉第电磁感应定律发现
总结词
法拉第电磁感应定律是揭示电磁感应 现象的基本规律，阐述了磁场变化时 会在导体中产生感应电动势的原理。
详细描述
法拉第通过实验观察到当磁场变化时 ，导体中会产生感应电流，进而总结 出电磁感应定律。这一发现为发电机 和变压器的制造奠定了基础，推动了 电力工业的发展。
麦克斯韦方程组建立与意义
关键知识点总结回顾
磁效应定义
磁效应是指磁场对通电导体产 生的力的作用，包括磁场对电
流的吸引和排斥。
奥斯特实验
奥斯特实验是发现电流磁效应 的实验，通过该实验证明了电 流周围存在磁场。
磁场方向
磁场方向是指磁场中某一点的 磁场方向，规定小磁针静止时 北极所指的方向为该点的磁场 方向。
磁感应强度
磁感应强度是描述磁场强弱的 物理量，单位是特斯拉（T）。
描述磁场分布的闭合曲线，其方向规 定为小磁针静止时N极所指方向为该 点磁感线的切线方向。
磁场方向
磁场中任一点的磁场方向与该点磁感 线的切线方向一致。
磁场强度与单位
磁场强度
描述磁场强弱的物理量，单位为安培/米（A/m）。
磁场强度单位
奥斯特（Oe）和特斯拉（T），其中1T=10000Oe。
02
古代对磁效应观察和利用
思维和解决问题的能力。
相关科技前沿动态关注建议
磁性材料
随着科技的发展，磁性材料在工 业、医疗、能源等领域的应用越 来越广泛，关注磁性材料的最新 进展有助于拓展学生的知识视野 。
磁场测量技术
磁场测量技术是研究磁场的重要 手段，关注磁场测量技术的最新 进展有助于加深学生对磁场概念 的理解。
磁现象在生活中的
前景展望
无线充电技术有望在未来进一步发展和完善，提高充电效率和安全性，降低成本，拓展应 用场景，如电动汽车、智能家居等。
基于电流模型磁链观测器的异步电机矢量控制
电机控制系统的计算机仿真课程设计题目：感应电机磁链观测器仿真分析1.概述异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。
需要高动态性能的异步电机调速系统必须在其动态模型的基础上进行分析和设计，但要完成这一任务并非易事。
经过多年的潜心研究和实践，有几种控制方案已经获得了成功的应用，目前应用最广的就是按转子磁链定向的矢量控制系统。
要实现按转子磁链定向的矢量控制系统，很关键的因素是要获得转子磁链信号，以供磁链反馈和除法环节的需要。
开始提出矢量控制系统时，曾尝试直接检测磁链的方法，一种是在电机槽内埋设探测线圈，另一种是利用贴在定子内表面的霍尔元件或其它磁敏元件。
从理论上说，直接检测应该比较准确，但实际上这样做都会遇到不少工艺和技术问题，而且由于齿槽影响，使检测信号中含有较大的脉动分量，越到低速时影响越严重。
因此，现在实用的系统中，多采用间接计算的方法，即利用容易测得的电压、电流或转速等信号，利用转子磁链模型，实时计算磁链的幅值与相位。
利用能够实测的物理量的不同组合，可以获得多种转子磁链模型。
本文在此基础上给出了转子磁链的电流模型和电压模型，并利用MATLAB 软件进行了建模和仿真分析。
2.原理分析2.1计算转子磁链的电流模型根据描述磁链与电流的关系的磁链方程来计算转子磁链，所得出的模型叫作电流模型。
电流模型可以在不同的坐标系上获得。
1．在两相静止坐标系上的转子磁链模型 在二相同步旋转坐标系上的电压方程为sd sd s s 1s m 1m sq sq 1s s s 1m m rd rd m 1m r r s r rq rq s mm s rr r u i R L p L L pL u i L R L p L L pu i L p L R L pL u i L L pL R L p ωωωωωωωω+--⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦（1）由实测的三相定子电流通过3/2变换很容易得到两相静止坐标系上的电流 i s α和i s β，又有转子磁链在α，β轴上的分量为r αm s αr r αL i L i ψ=+ （2） r βm s βr r βL i L i ψ=+ （3）可得r αr αm s αr 1()i L i L ψ=- （4） r βr βm s βr1()i L i L ψ=- （5）又由式（1）的α β坐标系电压矩阵方程第3，4行，并令 u αr = u βr = 0 得m s αr r αm s βr r βr r α()0L pi L pi L i L i R i ω++++= （6） m s βr r βm s αr r αr r β()0L pi L pi L i L i R i ω+-++= （7）或r αr βr αm s αr 1()0p L i T ψωψψ++-= （8） r βr αr βm s βr1()0p L i T ψωψψ-+-= （9）整理后得转子磁链模型()r αm s αr r βr 11L i T T p ψωψ=-+ （10） ()r βm s βr r αr 11Li T T p ψωψ=++ （11）按式（10）、式（11）构成转子磁链分量的运算框图如下图所示。
第4章磁敏传感器 (2)98页PPT文档
外形尺寸:6.4×3.1×0.2;有效尺寸：5.4×2.7×0.2
03.04.2020
传感器原理及应用
第4章 磁敏传感器
材料：锗、硅、砷化镓、砷化铟、锑化铟
灵敏度低、温度 特性及线性度好
灵敏度最高、 受温度影响大
03.04.2020
传感器原理及应用
第4章 磁敏传感器
C
A B
C
A
B
H
C AB
D D
导体中电子迁移率一般大于空穴的迁移率，所以霍尔元 件多采用 N 型半导体（多电子）;
➢ 由上式可见，厚度d越小，霍尔灵敏度KH越大，所 以霍尔元件做的较薄，通常近似1微米(d≈1μm)。
03.04.2020
传感器原理及应用
第4章 磁敏传感器
注：
1、当电流I的方向或磁场的方向改变时，输出电 势的方向也将改变；但当两者的方向同时改变时 输出电势不改变方向。
2、如果磁场和薄片法线有θ角，那么 ：
VH＝ KH I B cosθ
03.04.2020
传感器原理及应用
第4章 磁敏传感器
电流极 三、霍尔元件的结构
霍尔电极
D
A
B
s
5.4
2.7
C
0.2 0.3 0.5 （a）
2.1
w
A
l
R4
（b）
d
D R1 R2
B
R4 R3 C
（c）
(a)实际结构(mm)；(b)简化结构；(c)等效电路
D
霍尔器件符号
➢霍尔晶体的外形为矩形薄片有四根引线。
➢电流端子A、B称为器件电流端、控制电流端。
➢端子C、D称为霍尔端或输出端。
➢实测中可把I*B作输入，也可把I或B单独做输入； 通过霍尔电势输出测量结果。
人教版高中物理必修三第十三章 3.电磁感应现象及应用课件
-1-
学习目标 思维导图
1.了解电磁 感应现象的 发现过程,体 会人类探究 自然规律的 科学态度和 科学精神。 2.通过实验, 探究和理解 感应电流的 产生条件。 3.能够运用 感应电流的 产生条件判 断是否产生 感应电流。 4.了解电磁 感应现象的 应用。
必备知识
自我检测
答案:×
必备知识
自我检测
课前篇自主预习
(3)闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流。
() 解析:只有闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动时,闭合回
路中才会产生感应电流。
答案:×
(4)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没 有感应电流产生。 ( )
解析:产生感应电流的两个条件都满足才会有感应电流产生。 答案:√
实验装置
实验操作
导体棒静止或平行于 磁感线运动
回路中有无 电流
无
导体棒做切割磁感线 运动
有
必备知识
自我检测
(2)磁铁在线圈中运动
实验装置
实验操作
课前篇自主预习
线圈中有无电流
条形磁铁在线圈中插入或拔 出时
有
条形磁铁在线圈中静止不动 无
必备知识
自我检测
(3)模拟法拉第的实验
实验装置
课前篇自主预习
实验操作
课堂篇探究学习
探究
随堂检测
穿过闭合电路的磁通量发生变化,大致有以下四种情况:
B 不变、S 变
Φ
变化 B 变、S 不变 的四 种 B 和 S 都变 情况
B 和 S 大小都不变,但 二者之间的夹角变
例:闭合电路的一部分导体切割 磁感线时 例:线圈与条形磁铁发生相对运 动时
第六章磁电式传感器PPT课件
6.1 磁电感应式传感器
3. 磁栅式传感器 磁栅式传感器是利用磁栅与磁头的磁作用进行测量的位移传
感器。它是一种新型的数字式传感器，成本较低且便于安装 和使用。当需要时，可将原来的磁信号(磁栅)抹去，重新录制。 还可以安装在机床上后再录制磁信号，这对于消除安装误差 和机床本身的几何误差，以及提高测量精度都是十分有利的。 并且可以采用激光定位录磁，而不需要采用感光、腐蚀等工 艺,因而精度较高,可达±0.01mm/m，分辨率为1～5µm。 磁栅式传感器由磁栅、磁头和检测电路组成。如图6-7所示， 磁栅是在不导磁材料制成的栅基上镀一层均匀的磁膜，并录 上间距相等、极性正负交错的磁信号栅条制成的。目前磁栅 的栅条数一般在100～30 000之间，栅距应大于0.04mm，否则 磁头拾取信号的幅值将十分微弱。
1) 在一定的工作电流IC下，霍尔电压UH与外磁场磁感应强度 B成正比。这就是霍尔效应检测磁场的原理。
因此
1/ Pq
RH1/Pq
(6-9) (6-10)
可迁见移，率要也大想。霍一尔般效金应属强的，R H大就，要但大， 小也，即而材绝料缘的体电大阻率 而高 而小。
只有半导体才是二者兼优的制造霍尔元件的理想材料。
霍尔电压的产生可以用洛伦兹力来解释。
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6.2 霍 尔 元 件
6.1.2 磁电式传感器的应用
磁电式传感器直接输出感应电势，且传感器通常有较高的灵 敏度，所以一般不需要高增益放大器。但磁电式传感器是速 度传感器，若要获取被测位移或角速度，则要配用积分或微 分电路。如图6-4所示为一般测量电路方框图。其中虚线框内 整形及微分部分电路仅用于以频率作为输出时。
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传感器第5章
第一节 磁电感应式传感器
一、类型及其工作原理 与运动速度v成正比的感应电动势e为
e BlN0 v
式中，B——工作气隙磁感应强度； N0——线圈处于工作气隙磁场中的匝数，称为工作匝数； l——每匝线圈的平均长度。
第一节 磁电感应式传感器
a) 动圈式 b) 动铁式 图5-1 恒定磁通磁电感应式传感器结构原理图 1-金属骨架 2-弹簧 3-线圈 4-永久磁铁 5-壳体
读取，磁头与磁盘之间应有微小的间隙以避免磨损。罩2起屏蔽作用。
图5-21 圆磁栅 1-磁盘 2-罩 3-磁头
第四节 磁栅式传感器
二、磁头
磁栅上的磁信号由读取磁头读出，按读取信号方式的不同，磁
头可分为动态磁头与静态磁头两种。 (一) 动态磁头
a) 动态磁头结构 b) 读出信号 图5-22 动态磁头结构与读出信号
周期，可近似认为
Φ2 Φ0 (a0 a2 sin 2t )
式中，a0、a2—与磁头结构参数有关的常数； ω—励磁电源的角频率。
第四节 磁栅式传感器
在磁栅不动的情况下，0为一常量，输出绕组中产生的感应电动势
e0为
e0 N 2 (dΦ2 / dt) 2N 2Φ0 a2 cos2t kΦ0 cos2t
式中，Ro0——温度为t0时的霍尔元件输出电阻。其他符号含义同上。 为使负载上的电压不随温度而变化，应使dUL/d(t-t0) = 0，即得
RL Ro0 (
1)
第二节 霍尔式传感器
3．采用恒压源和输入回路串联电阻 当霍尔元件采用稳压电源供电，且霍尔输出开路状态下工作时，可 在输入回路中串入适当的电阻来补偿温度误差。其分析过程与结果同式 （5-7）。
磁电感应式传感器只适用于动态测量，可直接测量振动物体的速 度或旋转体的角速度。如果在其测量电路中接入积分电路或微分电路， 那么还可以用来测量位移或加速度。
用思维导图学习高中物理电磁学
用思维导图学习高中物理电磁学1. 引言1.1 电磁学的重要性电磁学是物理学中重要的一个分支，研究电荷和电流之间的相互作用以及由此产生的电场和磁场。
电磁学的重要性不仅体现在理论研究上，更体现在实际应用中。
无论是现代通讯技术、电力系统、医疗设备还是科学研究，都离不开电磁学的知识。
手机的电磁波技术、电动汽车的电磁感应技术等都是电磁学的应用。
电磁学的重要性还体现在其对其他学科的影响。
在物理学中，电磁学与光学、热学等学科有着密切的联系，共同构成了物理学的基础知识体系。
在工程技术领域，电磁学为电子、通信、电力等领域提供了重要的理论支持。
学习电磁学不仅可以帮助我们理解世界的运行规律，还可以为将来的科研和工作打下坚实的基础。
电磁学的重要性不可忽视。
通过学习电磁学，我们可以更好地理解现实世界中的各种电磁现象，提高自己的科学素养和解决实际问题的能力。
掌握电磁学知识是我们必须努力学习的一门重要学科。
【字数：231】1.2 思维导图在学习中的应用思维导图是一种图形化展示信息框架和概念之间关系的工具，在学习中具有很大的应用潜力。
通过绘制思维导图，可以帮助学生更好地理清思路，将知识点有机地串联起来，形成完整的知识体系。
在学习高中物理电磁学时，使用思维导图可以让学生更加直观地理解电磁学的基础概念、公式与定律、电磁感应与电磁波等内容。
通过将这些知识点按照逻辑关系进行组织、归纳和总结，学生可以更加深入地理解电磁学知识，并且能够更快速地记忆和应用这些知识。
思维导图还可以帮助学生更好地进行复习和总结。
在复习时，通过查看思维导图，可以快速回顾各个知识点之间的联系，加深记忆。
思维导图还可以帮助学生在解题时更加迅速地找到解题思路，提高解题效率。
在学习高中物理电磁学的过程中，利用思维导图可以使学习变得更加高效且有趣，有助于提高学习效率、深入理解电磁学知识，激发学习兴趣。
2. 正文2.1 电磁学基础概念电磁学是物理学中重要的一个分支，研究电荷间的相互作用以及电场和磁场的性质。
第5讲3 磁电式传感器
则霍尔电压uH平均值为
90，则 可测无功功率 Q，即
U H K H IB cos
霍尔角度检测
۩集成霍尔器件的应用
4．霍尔加速度传感器 霍尔加速度传感器的结构原理及输出特性如图所示。
霍尔加速度传感器
۩集成霍尔器件的应用
9.1 霍尔传感器
5．霍尔电流传感器 霍尔传感器广泛用于测量电流，从而可以制成电流过载检 测器或过载保护装置；在电机控制驱动中，作为电流反馈元 件，构成电流反馈回路；构成电流表。 UGN3501M霍尔电流传感器原理如图所示。
移动距离与输出关系
۩集成霍尔器件的应用
2．霍尔开关集成器件 常用的霍尔开关集成器件有UGN3000系列，其外形与 UGN3501T相同。
+
霍尔开关集成器件 (a) 内部结构框图；（b）工作特性；（c）工作电路；（d）锁定型器件工作特性
۩集成霍尔器件的应用
9.1.6 霍尔传感器的应用
1．位移测量
霍尔位移测量 （a）结构；（b）输出特性
8.灵敏度温度系数 为温度变化1C时，霍尔元件灵敏度的变化率。
9.线性度 表9-3列出几种霍尔元件的主要技术性能。
۩霍尔元件的基本特性和测量电路
额定激励电流和最大允许激励电流
当霍尔元件自身温升10度时所流过的激励电流 以元件最大温升为限制所对应的激励电流
IH
输入电阻和输出电阻
激励电极间的电阻 电压源内阻