Ansoft Maxwell电磁场分析在短路匝传感器输出特性中的应用.pdf

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1、2011年第30卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)131AnsoftMaxwell电磁场分析在短路匝传感器输出特性中的应用吴畏,聂鲁燕,马利民,刘晓东(1.天津航海仪器研究所。天津300131;2.驻葫芦岛431厂军代表室,辽宁葫芦岛125004)摘要:主要介绍了AnsoftMaxwell电磁场分析软件在短路匝传感器中的应用。在分析短路匝传感器原理的基础上,通过一个具体实例较为深入地对其进行了实验和仿真分析。通过和实测值的比较,证明了

2、AnsofiMaxwell电磁场分析软件的计算结果是准确的,在短路匝传感器磁场分析中是有效可行的,也为短路匝传感器的优化设计提供了依据。关键词:AnsoflMaxwell;短路匝传感器;电磁场分析中图分类号:V241.622文献标识码:A文章编号:1000--9787(2011)06--0131--04ApplicationofAnsoftMaxwellelectromagneticfieldanalysisintheoutputcharacteristicsofshorted·turnsenso

3、rWUWei,NIELu—yan,MALi.min,LIUXiao.dong(1.TianjinInstituteofNavigationInstrument,Tianjin300131,China;2.MilitaryRepresentativeOficeinNo.314Factory,Huludao125004,China)Abstract:TheapplicationofAnsofiMaxwellelectromagneticfieldanalysissoftwareinshorted—tu

4、rnsensorismainlyintroduced.Anexampleispresentedinmoredetailtodemonstratethisapplication.Onthebasisofworkingprincipleofsho~ed—turnsensor,anexamplehasthoroughlycarriedontheexperimentandthesimulationanalysis.Bycomparisonwiththeexperimentalresult,itisprov

5、edthatthecomputedresultoftheAnsoflMaxwellelectromagneticfieldsoftwareisaccurate,andiseffectiveintheshorted—turnsensormagneticfieldanalysis.Italsohasprovidedthebasisfortheshorted—turnsensoroptimizeddesign.Keywords:AnsoflMaxwell;shorted-turnsensor;elect

6、romagneticfieldanalysis0引言据和参数,但不能保证所选择的参数是短路匝传感器的最电磁式角度传感器用来感知陀螺仪、加速度计浮子相佳工作状态。对壳体的机械转角,并转换成相应的电信号。用于导航仪基于此,利用Ansofi公司的电磁场分析软件Maxwell表的电磁式角度传感器通常有3种类型:1)微动同步器式对XXX型短路匝传感器的输出特性进行了仿真分析,在此角度传感器;2)动圈式角度传感器;3)短路匝传感器。其基础上,利用Maxwell3D有限元仿真软件得到了最佳的结中,短路匝传感器是

7、在微动同步器式、动圈式角度传感器之构参数,从实测结果来验证该方法的可信性。1短路匝传感器工作原理后发展起来的,吸取了前两者的优点,并克服了它们的缺XXX型短路匝传感器结构见图1,由3个部分组成,定点。短路匝传感器结构简单,制造方便,它不需要转子子、短路匝和导磁环。其中,定子包括定子磁芯、激磁线圈线圈和馈电引线。传感器的激磁线圈产生径向辐射磁场,和输出线圈,定子磁芯为八极结构,在相隔的磁极上布有激短路匝由于涡流效应产生感生电场和感生磁场,来感知角磁线圈(1,3,5,7)和输出线圈(2,4,6,8)。

8、激磁线圈和输度位置的变化。出线圈都串联反接,保证输出线圈感应电势差动叠加。定以往传感器的气隙磁场和漏磁场的分析计算多采用经子磁芯和导磁环材料为高初始磁导率的铁氧体,短路匝为验公式法或磁路解析理论,对短路环参数、漏磁场、涡流场不导磁的良导体,可在定子和导磁环之间的工作气隙中自的计算及边缘效应的考虑,都直接影响了指标的计算精度,由转动。短路匝传感器工作时,激磁线圈通交流电压或交理论计算与实际测试相距甚远,误差甚至高达20%以上。流电流,在短路匝周围产生交变磁场,使短路匝产生涡流。目前,

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