磁力机械式氧传感器工作原理

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根据混合气体磁化率公式（见贴：http://www.5xhome.com/forum.php? ... 1367&extra=page%3D1）可知，测量氧气的浓度，需要测量混合气体的体积磁化率，但要直接测量混合气体的体积磁化率非常困难，一般采取间接测量的方法，磁力机械式就是一种间接测量的方法，原理如下：

将一个测试体悬挂在非均匀磁场内，作用在测试体上的磁力因气体氧含量不同也就不同。磁力的变化是测量氧气浓度的基础。


测试体是两只石英玻璃球组成的哑铃，通过绷紧的张丝悬挂在非均匀磁场内。哑铃周围没有氧存在时，磁力与张丝的扭力平衡，哑铃球处于磁场的合适位置，一束光射到哑铃中央的镜片后反射到光电池对，使两块光电池上光照基本相当；当含氧的气体进入哑铃周围时，磁力发生变化，哑铃旋转并带着镜片旋转，镜片的偏转使两块光电池光照不再相等，输出信号发生变化。此信号经直流放大后输出电流，同时电流流经哑铃外的反馈线圈。通电线圈受磁场作用带着哑铃向反方向旋转，使哑铃回到初始位置。使哑铃回到初始位置所需的电流与氧浓度成比例。该电流经过电流-电压转换、放大，送到控制单元进行处理、计算，得到气体中的氧含量。  



磁力机械式工作原理示意图如下图所示。



此传感器对温度和压力波动比较敏感。为了减小环境温度及气样温度对测量结果的影响，整个传感器组件装在一个衬有隔热材料的壳体内，内部恒定温度为50℃。对应1%O2氧浓度，前置放大器输出信
号约为3mV-7mV左右。为了减小压力波动的影响，仪器出口直接与大气相通。