超聲波流量計探頭及換能器原理 三十一
四.極化系統
為了實現力-電磁的線性轉換,避免倍頻現象出現和導致“失真”效果,通常采用了極化系統。所謂極化系統,就是在施加交變磁場的同時對原系統還施加一
個很強的恒定磁場-極化磁場。極化磁場可以通過采用直流電磁鐵或永久磁鐵產生。這時空氣隙中的總磁通Φ將由兩部分合成-極化磁場的磁通Φ和交變磁場的磁通Φ∽=Φosinωt,即:Φ=Φ∥+Φ∽=Φ∥+Φosinωt
因此電磁作用力F就是:F= Φ2/μoSo= (Φ∥2+2Φ∥Φ∽+Φ∽2)/μoSo= (Φ∥2+2Φ∥Φosinωt+Φo2sin2ωt)/μoSo= (Φ∥2+2Φ∥Φosinωt+Φo2/2-Φo2cos2ωt/2)/μoSo實際上,當Φ∥»Φ∽時,可將Φ∽2忽略不計,則:F=(Φ∥2+2Φ∥Φosinωt)/μoSo=Φ2/μoSo+2Φ∥Φosinωt/μoSo式中第一項為極化力,這是不隨時間變化的恒定力或靜力,第二項才是與交變磁場同頻率的交變作用力,其幅值為:2Φ∥Φo/μoSo,圓頻率為ω,銜鐵就是在此作用力下做受迫振動的。
這樣構成的力-電磁系統即為極化系統,在此系統中,當Φ∥很大時,我們可以知道只需要較小的Φosinωt就能達到較大的交變作用力(見第二項)。
在極化系統中,對電磁激勵源的要求是:I=Io+Imsinωt,式中Io即為產生極化磁場所需的恒定電流(直流)。
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