第七节 磁电式传感器
磁电式传感器是利用电磁感应原理工作的传感器。当闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中就产生感应电动势，其大小与磁通量的变化率有关，即
式中 E——感应电动势；
N——导电回路中线圈的匝数；
——穿越线圈磁通量的变化率。
改变
可以有三种方式，即移动线圈、移动磁铁及改变磁阻，与之对应的分别称为动圈式磁电传感器、动铁式磁电传感器及磁阻式磁电传感器。
一、动圈式与动铁式磁电传感器
动圈式与动铁式磁电传感器，究其实质，二者属同一种类型。因为对于动圈式传感器而言，若视运动的线圈为静止，则动圈式磁电传感器就变成了一个动铁式磁电传感器。因此，有时将动圈式和动铁式磁电传感器统称为恒定磁场式磁电传感器，因为这类传感器的磁场一般都由永磁体提供，在整个工作过程中磁场强度不变。
动圈式与动铁式磁电传感器分别用于线速度和转速的测量，其测速原理如图3-42所示。
1.线速度型
图3-42a是线速度型传感器的工作原理图，当磁体相对线圈直线运动时，在线圈中产生的感应电动势
图3-42 动圈式和动铁式磁电传感器
上式可改写为
式中 N——线圈的有效匝数；
B——磁场强度；
L——单匝线圈导线的长度；
v——磁体相对线圈运动的速度。
对于某一具体传感器而言，N、B、L均为常数，磁体的移动速度v与感应电动势E成正比。
2.转速型
图3-42b是转速型传感器的工作原理图，在磁场中以ω的转速旋转的线圈中产生的感应电动势
式中 k——与结构有关的系数，k＜1；
N——线圈的匝数；
B——磁场强度；
A——线圈中导线的截面积；
ω——线圈的旋转角速度。
传感器结构一旦确定，则k、N、B、A均为常数，由式(3-57)可知，线圈的旋转角速度ω与感应电动势E成正比。
二、磁阻式磁电传感器
磁阻式磁电传感器的工作原理是：线圈和磁体均不运动，利用运动着的物体改变磁路中磁阻Rm的变化，进而引起磁场的变化，使线圈中产生感应电动势，如图3-43所示。
图3-43a是磁阻式转速传感器的结构原理简图，由此测得的转速n和角速度ω分别为：
图3-43 磁阻式磁电传感器
式中 m——脉冲个数；
t——时间(s)；
z——信号齿盘的齿数。
同理，由图3-43b可得到磁阻式速度传感器所测得的速度
式中 m——脉冲数；
l——信号齿条的节距(m)。
t——时间(s)。
比较式（3-56）、式（3-60）、式（3-57）和式（3-59）不难发现，尽管磁阻式和恒定磁场式磁电传感器的工作原理均是E=
，但这两种传感器的测试量却完全不同，恒定磁场式磁电传感器测量的是感应电动势E，而磁阻式磁电传感器测量的是感应电动势的变化次数m。由第二章中对 “如何实现不失真测量”的分析可知，将速度、转速的测量转换为对脉冲数的读取是避免测试失真的一种最有效的方法。正因为如此，汽车上的车载转速传感器 （如发动机转速传感器、车轮转速传感器等）及汽车试验用转速传感器 （如汽车底盘测功机上的转速测量、各总成部件试验台架上的转速测量等）大多都采用磁阻式磁电传感器。
三、磁电式传感器的应用
在汽车工程领域，磁电式传感器主要用于转速的测量。另由E=
可知，当被测量的变化较缓慢时，由于
较小，因此其输出变量E亦很小，由此可见，磁电式传感器若用于速度和转速的测量，显然它不适用于很小速度和很小转速的测量，即磁电式传感器的低速特性不好。在选用传感器时，对此应予以足够的重视。
关于磁电式传感器的应用，前面已经提到，在此主要介绍其在汽车领域应用十分广泛且相当经典的一款传感器，即磁阻式发动机转速/上止点位置传感器。如图3-44所示。
图3-44 发动机转速/上止点位置传感器
1—信号盘 2—传感器探头
发动机转速/上止点位置传感器与图3-43a中转速传感器的唯一区别是，发动机转速/上止点位置传感器的信号盘上少了两齿，当缺齿部分转到传感器探头处时，便少了两个脉冲信号，由于信号盘与发动机曲轴刚性相连，缺少的两个脉冲信号正好可说明活塞所处的位置。