传感器用磁性材料

根据差动变压器式传感器原理，当差动变压器两个次级线圈差接，并且铁芯处于中间位置时，输出信号电压应该为零。但是，在实际上，这种情况是绝对达不到的，总留有个小小的电压值，即所谓零点残余电压。它过大时，则会使放大器末级趋于饱和，影响电路正常工作。同样的示值范围，因残余电压过大，也要求相敏整流器参考电压增高，若参考电压不够，示值误差大。要使实际特性曲线尽量接近理想特性曲线，必须研究零电压产生的原因和克服的办法。零电压如果用示波器显示，可以看到它包含基波成份和高次谐波成份。高次谐波成份是由于磁性材料先天性不足所引起的，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使激磁电流与它的磁通的波形不一致，即出现了非正弦波分量。
    差动变压器式传感器用磁性材料，矫顽力Hc的值要选得小为好。因为导磁率μ＝dB/dH，磁导率μ值愈大愈好。剩磁Br愈小愈好，剩磁Br愈大愈容易饱和。从磁性材料满足工程设计上得需要来看，应尽可能避免导致传感器中产生高次谐波。
    在高频情况下，大于10千赫兹激磁频率得传感器，起决定因素的是电阻值，应选用高电阻率材料，此时对磁导率和剩磁的考虑也就处于次要地位了。但是，对于消除基波零电压来说，应尽可能的增大线圈的品质因素ωL/r，使线圈的电阻r的影响减小，从而保证零电压在电桥输出中所占的比重减小，这就要求磁性材料有较大的磁导率μ来增加电感L。此时材料的磁导率μ就成为主要指标了。
    对环形磁航向传感器，所采用的软磁合金应有以下要求：
    （1）合金的导磁均匀性要好；
    （2）由于传感器在400赫兹激磁场及地磁场同时作用下工作的，因此，要求合金应具有较好的动态磁性能和较好的交直流叠加磁性能。一般根据使用要求振幅磁导率μ0.2=10000左右为宜；
    （3）合金的剩余磁感应Br要低，最好低于2000高斯；
    （4）要求磁性钢带的尺寸均匀，厚度公差小于0.01～0.015毫米，以保证传感器的工作讯号大于280毫伏，零位讯号小于30毫伏。
    为满足环形航向传感器的设计要求，合金的成份选择极其重要，应使合金的饱和磁致伸缩λs趋近于零，可以通过适当的热处理使各项异性常数K也趋于零，这样就可以得到导磁均匀性好、磁导率高的合金。
    对于计数传感器，它是开磁路器件，为了用很小的激磁电流就可得到最大磁感应强度Bm，应选择磁导率较高，矫顽力Hc很小的合金。在给定的工作电压及要求有较大的电势输出时，为减小体积和绕组匝数，应选择具有较高饱和磁感应的合金。