电磁传感器参考设计方案

电磁传感器参考设计方案一、 前言电磁感应智能电动车竞赛需要能够通过自动识别赛道中心线位置处由通有100mA 交变电流的导线所产生的电磁场进行路径检测。除此之外在赛道的起跑线处还有永磁铁标志起跑线的位置

电磁传感器参考设计方案 一、 前言 电磁感应智能电动车竞赛需要能够通过自动识别赛道中心线位置处由通有 100mA 交变电流的导线所产生的电磁场进行路径检测。除此之外在赛道的起跑线 处还有永磁铁标志起跑线的位置。本文给出了一种简便的交变磁场的检测方案， 目的是使得部分初次参加比赛的队伍能够尽快有一个设计方案，开始制作和调试 自己的车模。本方案通过微型车模实际运行，证明了它的可行性。 二、设计原理 1 、导线周围的电磁场 根据麦克斯韦电磁场理论，交变电流会在周围产生交变的电磁场。智能汽车 20kHzVLF 竞赛使用路径导航的交流电流频率为，产生的电磁波属于甚低频（） 3kHz30kHz 电磁波。甚低频频率范围处于工频和低频电磁破中间，为～，波长为 100km10km ～。如下图所示： 1 图：电流周围的电磁场示意图 导线周围的电场和磁场，按照一定规律分布。通过检测相应的电磁场的强度 和方向可以反过来获得距离导线的空间位置，这正是我们进行电磁导航的目的。 l λ 由于赛道导航电线和小车尺寸远远小于电磁波的波长，电磁场辐射能量 l 很小（如果天线的长度远小于电磁波长，在施加交变电压后，电磁波辐射功率 正比于天线长度的四次方），所以能够感应到电磁波的能量非常小。为此，我们 将导线周围变化的磁场近似缓变的磁场，按照检测静态磁场的方法获取导线周围 的磁场分布，从而进行位置检测。 IL - 由毕奥萨伐尔定律知：通有稳恒电流长度为的直导线周围会产生磁场， rP 距离导线距离为处点的磁感应强度为：