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标题: 磁场检测 [打印本页]

作者: fighting    时间: 2010-4-10 00:44
标题: 磁场检测
直接分析交变的电磁场并不是一个可取方法,考虑到问题的线度远远小于20kHz的电磁波波长,因此可以先讨论直流的情况,然后将结果应用到交变的条件下。问题可以简化为:载流导线中通过直流电流I,它在空间产生了静态磁场B(x,y,z),电感线圈中的电压有效值U正比于所在位置的磁感应强度B(x,y,z)。
  为了从电感线圈感应电压中获得道路的信息,需要分析导线周边磁场的分布。由毕奥-萨法尔定理可知,空间任一点的磁感应强度可以看成是导线上电流元产生的磁场之和,即:

  其中积分路径遍及整个载流导线。上述积分只有在一些特定的曲线下才可以求得解析解,对于一般的曲线,可以通过数值积分求得数值解,若要考察整个空间的磁场分布,则可以借助一些专业的电磁场分析软件进行全空间的数值仿真,比如Ansoft Maxwell,CST EM Studio等。
  从道路元素来看,赛道一般可以分成直道、转弯、S道、回环道等形式(如图1),其中直道是最简单的,因此,分析清楚直道情况下的传感器响应及赛车控制是基础。为了讨论方便,我们作以下约定:(1)小车车体坐标系中,定义小车前进的方向为Y轴正向,顺着Y轴的右手边为X轴的正向,Z轴指向小车正上方,如图2所示;(2)水平线圈是指轴线平行于Z轴的电感线圈,垂直线圈是指轴线平行于X轴的线圈,轴线平行于Y轴的线圈所感应到的电动势远小于上述两类线圈,在本文中暂不做讨论,但该类摆放线圈在回环路检测中将可以用到;(3)BX是指向载流导线右手边的电磁感应强度,BZ是指向载流导向正上方的电磁感应强度。显然,垂直线圈感应的是BX变化率,水平线圈感应的是BZ的变化率。

  直道附近的磁场分布,可以近似为无限长的直导线上的磁场分布,容易算得距离长直导线距离为r的点的磁感应强度:

  进而可以推出:


  则B'X、B'Z分别和BX、BZ有相同的变化趋势。图3和图4显示了当分别取5、8、10时B'X和B'Z的变化趋势。由图可知:(1)B'X是x的偶函数,在Y轴两侧单调;B'Z是x的奇函数,在Y轴两侧没有单调关系;(2)在相同的高度下,B'X幅值是B'Z的两倍,但是在x=20的时候,B'X只有B'Z的一半左右了,因此B'X的衰减较B'Z快很多。综上可推知,水平线圈比较适合做x的正负判别,垂直线圈比较适合用来解算x的具体数值,B'Z较B'X衰减慢得多,说明水平线圈对远处道路状况相对比较敏感,可以用来预测前方的弯道。
作者: 499920876    时间: 2011-4-3 18:17
下了 ansoft hfss 不会用 请高人指教
作者: 箫瑶舞幽    时间: 2011-4-28 15:32
回复 2# 499920876


    请问你在哪下载的 那个软件 能给我发一份吗
作者: 于小燚    时间: 2014-10-25 11:32
499920876 发表于 2011-4-3 18:17
下了 ansoft hfss 不会用 请高人指教

软件仿真好用吗?





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