磁性传感器的探测器为磁性探头。磁性探头工作时在周围形成一个静磁场,当铁磁金属制成的物体,如、车辆等进入这个静磁场时,就会感应产生一个新的磁场,干扰了原来的静磁场,由于目标的运动变化所产生的干扰使磁场发生变化,引起磁力计指针的偏转及摆动,产生一个电信号,进而实现对携带的人和车辆的探测。
磁性传感器鉴别目标性质的能力较强,能区别徒手人员、武装人员和各种车辆;同时对目标探测的反应速度也比较快,一般为2.5s,可实时地探测快速运动的目标。与其他传感器相比,磁性传感器还有一个突出特点,就是它能适应各种条件下的战场探测,特别适用于震动传感器难以探测的沼泽、滩头、水网等地区,从而弥补了震动传感器的不足。但是磁性传感器的能源有限,这使得它的探测距离较近,一般对人员的探测距离为3~4m,对轮式车辆的探测距离为15m以内,对履带式车辆的探测距离为25m以内。
磁性传感器的典型产品主要有Honeywell公司的HMC系列微型磁阻传感器,这是磁阻系列传感器中灵敏度、对微型金属目标信号探测距离远的一类传感器。另外,我国研究较为成熟的磁通门传感器也具有较好的探测灵敏度和分辨率,有的磁通门产品灵敏度可以达到0.5mV/nT、分辨率优于1nT。 [2]
工作原理编辑 语音
工作方式
磁性材料在受到外界的热、光、力以及射线的作用时,要改变其磁特性。如图1,磁性传感器的输入量有热、光、应力、射线、磁等使磁性传感器(磁性材料)的Bm、Hc、μ或R发生变化。利用这些磁参数的变化转换成电信号。
图1 磁性材料
图1 磁性材料
对传感器用磁性材料性能的要求
①反应迅速。用p表示检出量(一般为电压e或电流i),
则:
上式中,Q表示磁性量(Bm、Hc、μ或R),并表示输入量(热、光、力…),t为时间。
表示输入量x作用在磁性材料上时,材料的磁量(Bm、Hc、μ或R)所发生的变化速率,亦就是材料所具有的对敏感输入量的固有特性,表示磁性材料对输入量响应的快慢。为了提高器件的性能,要求和都高。
现举例说明上式意义,设(敏感)输入量x为热量,用温度
T表示,Q为磁感应强度Bm,p为e(感应电动势),所以:
式中,为饱和磁感应强度随温度的变化,为磁性材料对温度的响应速率。根据式,要提高p值,必须使和都高,其中为输入量的变化速率,为磁性量对输入量的反应速度,主要决定于磁性材料的特性,必须进一步讨论。
②Q随x的变化规律要快。材料的磁性量Q(Bm、Hc、μ或R)随输入量x(光、热、压力…)的变化规律有3种类型,如图2所示。
曲线a:在x附近,Q值急剧变化,在x为其他值时,Q值几乎不变——存贮信息和能量变换用;
曲线b:Q与x的关系基本上按比例减少(或增加)——测量和控制用;
曲线c:是常见的情况。 [3]
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