神探贝斯特-第69章

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　　　　电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的相互联系。法拉第电磁感应定律的重要意义在于，一方面，依据电磁感应的原理，人们制造出了发电机，电能的大规模生产和远距离输送成为可能；另一方面，电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。人类社会从此迈进了电气化时代。　？　？

　　　　其他资料折叠

　　　　发现者折叠

　　　　1820年h。c。奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题，1822年d。f。j。阿喇戈和a。von洪堡在测量地磁强度时，偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。1824年，阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁针的旋转与铜盘不同步，稍滞后。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象，但由于没有直接表现为感应电流，当时未能予以说明。

　　　　1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈　，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一磁针，另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验，把产生感应电流的情形概括为　5　类　：变化的电流　，　变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感应。进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即使没有回路没有感应电流，感应电动势依然存在。

　　　　后来，给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。并按产生原因的不同，把感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种，前者起源于洛伦兹力，后者起源于变化磁场产生的有旋电场。

　　　　变压器折叠

　　　　法拉第定律所预测的电动势，同时也是变压器的运作原理。当线圈中的电流转变时，转变中的电流生成一转变中的磁场。在磁场作用范围中的第二条电线，会感受到磁场的转变，于是自身的耦合磁通量也会转变（dΦb/dt）。因此，第二个线圈内会有电动势，这电动势被称为感应电动势或变压器电动势。如果线圈的两端是连接着一个电负载的话，电流就会流动。

　　　　电动机折叠

　　　　发电机可以“反过来”运作，成为电动机。例如，用法拉第碟片这例子，设一直流电流由电压驱动，通过导电轴臂。然后由洛伦兹力定律可知，行进中的电荷受到磁场b的力，而这股力会按佛来明左手定则订下的方向来转动碟片。在没有不可逆效应（如摩擦或焦耳热）的情况下，碟片的转动速率必需使得dΦb/dt等于驱动电流的电压。（。。）

295　电磁感应器　5（）　
什么是磁传感器？就是把磁场、电流、应力应变、温度、光等引起敏感元件磁性能的变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件。什么东西会产生磁场？地球会产生磁场，如果你能测地球表面磁场就可以做指南针，任何电流都能产生磁场，电流传感器也是磁场传感器。电流传感器可以用在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等等。第三类传感器叫做位置传感器，如果你一个磁体和磁传感器相互之间有位置变化，这个位置变化是线性的就是线性传感器，如果转动的就是转动传感器。大家在生活中都用到很多磁传感器，比如说电脑硬盘、指南针，家用电器等等。

　　　　2概述

　　　　在今天所用的电磁效应的传感器中，磁旋转传感器是重要的一种。磁旋转传感器主要由半导体磁阻元件、永久磁铁、固定器、外壳等几个部分组成。典型结构是将一对磁阻元件安装在一个永磁体的刺激上，元件的输入输出端子接到固定器上，然后安装在金属盒中，再用工程塑料密封，形成密闭结构，这个结构就具有良好的可靠性。磁旋转传感器有许多半导体磁阻元件无法比拟的优点。除了具备很高的灵敏度和很大的输出信号外，而且有很强的转速检测范围，这是由于电子技术发展的结果。另外，这种传感器还能够应用在很大的温度范围中，有很长的工作寿命、抗灰尘、水和油污的能力强，因此耐受各种环境条件及外部噪声。所以。这种传感器在工业应用中受到广泛的重视。

　　　　磁旋转传感器在工厂自动化系统中有广泛的应用，因为这种传感器有着令人满意的特性。同时不需要维护。其主要应用在机床伺服电机的转动检测、工厂自动化的机器人臂的定位、液压冲程的检测、工厂自动化相关设备的位置检测、旋转编码器的检测单元和各种旋转的检测单元等。

　　　　3工作原理

　　　　电磁流量传感器是根据法拉第电磁感应定律设计的，在测量管轴线和磁场磁力线相互垂直的管壁上安装一对检测电极。当导电液体沿测量管在交变磁场中，与磁力线成垂直方向运动时，导电液体切割磁力线产生感应电动势，此感应电动势由测量管上的两个检测电极检出如图1。用下列公式表示：

　　　　e=bvd　（v）

　　　　式中：e－感应电动势　v

　　　　b－磁场的磁通密度？t

　　　　v－导电液体平均流速　m/s

　　　　d－导管的内径　m

　　　　4传感器检查

　　　　测试设备：500mΩ绝缘电阻测试仪一台，万用表一只。

　　　　测试步骤：

　　　　（1）在管道充满介质的情况下，用万用表测量接线端子a、b与c之间的电阻值，a…c、b…c之间的阻值应大至相等。若差异在1倍以上，可能是电极出现渗漏、测量管外壁或接线盒内有冷凝水吸附。

　　　　（2）？在衬里干燥情况下，用mΩ表测a…c、b…c之间的绝缘电阻（应大于200mΩ）。再用万用表测量端子a、b与测量管内二只电极的电阻（应呈短路连通状态）。若绝缘电阻很小。说明电极渗漏，应将整套流量计返厂维修。若绝缘有所下降但仍有50mΩ以上且步骤（1）的检查结果正常，则可能是测量管外壁受潮，可用热风机对外壳内部进行烘干。

　　　　（3）？电磁流量计用万用表测量x、y之间的电阻，若超过200Ω，则励磁线圈及其引出线可能开路或接触不良。拆下端子板检查。

　　　　（4）？电磁流量计检查x、y与c之间的绝缘电阻，应在200mΩ以上，若有所下降，用热风对外壳内部进行烘干处理。实际运行时。线圈绝缘性下降将导致测量误差增大、仪表输出信号不稳定。＇1＇

　　　　（5）？如判定电磁流量计传感器有故障，请与电磁流量计生产厂家联系，一般现场无法解决，需到厂家维修。

　　　　5分类

　　　　现代的磁旋转传感器主要包括有四相传感器和单相传感器。在工作过程中。四相差动旋转传感器用一对检测单元实现差动检测，另一对实现倒差动检测。这样，四相传感器的检测能力是单元件的四倍。而二元件的单相旋转传感器也有自己的优点。也就是小巧可靠的特点，并且输出信号大。能检测低速运动，抗环境影响和抗噪声能力强。成本低。因此单相传感器也将有很好的市场。

　　　　6应用

　　　　磁旋转传感器在家用电器中也有大的应用潜力。在盒式录音机的换向机构中，可用磁阻元件来检测磁带的终点。家用录像机中大多数有变速与高速重放功能，这也可用磁旋转传感器检测主轴速度并进行控制，获得高画面的质量。洗衣机中的电机的正反转和高低速旋转功能都可以通过伺服旋转传感器来实现检测和控制。

　　　　电磁接近开关

　　　　这种开关可以感应到进入自己检验区域的金属物体，控制自己内部电路的开或关。开关自己产生磁场，当有金属物体进入到磁场会引起磁场的变化。这种变化通过开关内部电路可以变成电信号。

　　　　电磁传感器是一门应用很广的高新技术，国内、国外都投入了一定的科研力量在进行研究，这种传感器的应用正在渗透入国民经济、国防建设和人们日常生活的各个领域，随着信息社会的到来，其地位和作用必将更加突出。

　　　　7电磁传感器发展前景

　　　　咨询公司inteoslting的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。

　　　　一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21％、19％和14％。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、mems（micro…eleeicalsystems，微机电系统）传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007…2010年复合年增长率预计会超过25％。

　　　　目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。（。。）

296　特斯拉线圈闪电变压器（）　
“啊啊啊，也就是说利用了这个电磁感应器就可以判断出哪里有特斯拉线圈变压器了啊。。。”king警官说道。

　　　　“是啊，这个东西到底有用不，不然会白费时间哦。”奥修也有些迷惑了啊。

　　　　“还没有解释清楚吗。。。特斯拉线圈看起来好像是一个空心的直棍变压器，但它的原理与变压器不同。传统的变压器是利用电磁感应原理工作（详情请查询：法拉第电磁感应定律），而特斯拉线圈的根本原理是：电磁共振。　关于共振，大家理解得不清楚。我现在举一个例子：你在坐秋千的时候，如果有人推你，那么他的能量就被输入到秋千上来。那么他要怎么样推动，你才能荡得最高呢（获得的能量最大呢）？最好是他推动的频率和你秋千回荡的频率相同时，你能够随时间获得他的能量。　这就是共振！它产生的条件就是输入的频率要和你振动的频率相等。　仔细思考我举的例子，就会发现共振是一种数学模型，就是说只要二者的频率相同，不管二者具体的属性，它都可以发生共振。　特斯拉线圈是典型的电磁共振的实例：通过控制初级线圈的自感和初级电容的电容量以及次级线圈的自感和次级的等效电容量，就可以使二者的频率相同，至少是接近。于是初级的能量就可以不断传到次级上去，实现能量的叠加，最终放出巨大的闪电。”贝斯特解释道。

　　　　“啊，我明白了啊。就是利用了电磁共振，那我们利用这个电磁感应器就能在特斯拉线圈进行电磁共振的时候测算出来了啊。”king警官点了点头。

　　　　“我虽然是学艺术的。但是经过你这麽一点拨也明白了很多啊，贝斯特先生。我相信你会成功的，不如我们三个就分头去试试吧。”雕塑家奥修说道。

　　　　“那奥修你去一楼的12位女士的房间测算，二楼12个人就交给你了king警官，楼顶上面我自己会去测算的，我们三个分别行动吧。”贝斯特安排着。

　　　　“好的，我们会找出这个闪电之王的。”king警官和奥修也分头开始行动了啊。

　　　　“我先来12位女士这边测算下哦。。。”奥修来到了一楼。

　　　　“诶，奥修先生，你拿着什么啊，看起来好高科技啊。。。”几名女士看见奥修手中拿着的仪器惊讶不已。

　　　　“啊。这个啊，是最新的高科技捕鼠器呢，可以探测出哪里有老鼠，哈哈哈。”奥修笑道。

　　　　“什么啊，真的假的啊，那我也要来玩哦，昨天房间好多的老鼠啊。。。”凤姐大大咧咧的抢过了奥修的“高科技捕鼠器。”

　　　　“饿，这是什么数字啊，200。。。代表我们房间有200只老鼠吗。。。”凤姐问道。

　　　　“这个嘛。多多益善啊，哈哈哈。”奥修急忙抢过了电磁感应器说道。

　　　　“哼，你们这些臭男人啊，不知道天天在想些什么东西。我想是借着捕老鼠来跟美女们套近乎吧。。。”黛玉笑道。

　　　　“是啊，这些个男人，整天不误正事。就想着什么仪器啊，美女啊。真是没有出息哦。”宝钗说道。

　　　　“是是是，我们很没有出息啊。我们都是无用之才。。。”雕塑家奥修真是拿这些女士没有办法。

　　　　“哎，真是麻烦啊，这个什么电磁感应器真的有用吗。。。”二楼的king警官来到了二楼开始探测了啊。

　　　　“饿，king警官，你们警察又在研究什么先进的武器吗，这是什么啊，红外线控制系统吗，哈哈哈。”高官施耐德看着king警官忙碌着不禁笑道。

　　　　“我看不像啊，是远程坦克发射系统吧，随时把这座呼啸山庄夷为平地。。。”三公子阿思密达说道。

　　　　“我觉得是宇宙远程监控装置吧，从太空向我们地球发出远程的监控，将我们的一举一动看的清清楚楚，哈哈哈。”大银行家罗密欧说道。

　　　　“哎，我是有苦衷的啊。。。”king警官摇着头，不理睬这些人的冷嘲热讽。

　　　　“这里就是屋顶了吧，前天就是那个闪电之王在屋顶袭击了我。。。”贝斯特来到了楼顶。

　　　　“仪表上面什么都没有显示啊。。。”贝斯特看见屋顶上面有几个物品说道。

　　　　“水箱。。。行李包。。。法老棺材。。。”贝斯