2.1 电—机械转换元件的作用及形式
液压控制系统中两个最主要的被控参数是压力与流量，而控制上述两个参数的最基本手段是对流阻进行控制。目前生产技术上能实现的可控流阻结构形式主要是机-液控制式的间隙型流阻，即利用控制固体部件的运动形式来实现对流阻的控制，因此要进行电液控制时首先要进行电-机转换。
另一种控制流阻的技术途径是直接的电液转换：利用一种对电信号有粘性的流体介质实现电-黏度转换从而控制流阻。目前这种技术还未达到实用阶段。
(1)电—机械转换元件的作用
对于机液控制式的间隙型可控流阻要实现电气控制，需要有一个能把电气控制信号转换为机械信号的转换装置，这个装置通常简称为电—机械转换元件。
它的作用是把经过放大后的输入电流信号成比例的转换成机械量，从而控制流阻。 (2)电—机械转换元件的形式
漂流河道设计
目前，生产上应用的电—机械转换元件大多采用电磁式设计，并且利用电磁力与弹簧力相互平衡的原理，实现电—机械的比例转换。最常见的有直流伺服电机、步进电机、力矩马达、动圈式力马达以及动铁式力马达。后者更一般的称为比例电磁铁。从目前的使用情况来看，应用最为广泛的还是比例电磁铁，它目前已经成为最主要的电—机械转换元件。 (3)电—机械转换元件的要求
在电液比例技术中，对作为阀的驱动装置的电—机械转换元件的基本要求有以下几点：
（1）具有水平吸力特性，即输出的机械力与电信号大小成比例，与衔铁的位移无关； （2）有足够的输出力和行程，结构紧凑、体积小；
（3）线性好，死区小，灵敏度高，滞环小；
（4）动态性能好，响应速度快；
（5）长期工作中温升不会过大，并在允许温升下仍能工作；
（6）能承受液压系统高压，抗干扰性好。自动皂液器
(4)比例电磁铁的概述
a.比例控制的核心是比例阀。比例阀的输入单元是电－机械转换器，它将输入信号转换成机械量。
植物细胞培养b.比例电磁铁根据法拉第电磁感应原理设计，能使其产生的机械量(力或力矩和位移)与输入电信号(电流)的大小成比例，再连续地控制液压阀阀芯的位置，实现连续地控制液压系统的压力、方向和流量。
豆制品消泡剂当前，应用最广泛的比例电磁铁是耐高压直流比例电磁铁，如图2-1所示。
图2-1 耐高压比例电磁铁
1.导套；
2.限位片；
3.推杆；
4.工作间隙；
5.非工作间隙；
6.衔铁；
7.轴承环；
8.限磁环
比例电磁铁同电液伺服系统中伺服阀的力矩马达或力马达相似，是一种将电信号转换成机械力和位移的电－机械转换器。比例电磁铁是电子技术与液压技术的连接环节。比例电磁铁是一种直流行程式电磁铁，它产生一个与输入量（电流）成比例的输出量：力和位移。它的性能的好坏，对电液比例阀的
特性有着举足轻重的作用。
2.2电磁铁的结构与工作原理
2.2.1 普通螺线管型电磁铁
图2-2 普通螺线管型电磁铁
1.非工作间隙；
2.工作间隙；
3.外壳；
4.激磁线圈；
5.档铁；
6.衔铁
普通甲壳型螺线管电磁铁如图2-2所示，由外壳3、挡铁5、衔铁6、激磁线圈4组成。当线圈通有直流电 I 时，线圈便在铁芯中产生磁场，并形成闭合的磁力线路。电磁铁存在两个气隙，一个工作气隙2，另一个非工作气隙1。在电磁铁吸合过程中形成两个变化的磁通，即主磁通∮和变化的磁通∮L。衔铁6所受到的吸力主要由两部分组成。主磁通产生的力称为端面力，而漏磁通产生的力称为螺管力。对图示结构这两个力的方向是一致的。这两个力的合力就构成了总的电磁力。
2.2.2 单向比例电磁铁
图2-3 单向比例电磁铁
1.轭铁；
2.导向套锥端；
3.衔铁；
4.线圈；
5.导向套；
6.壳体
直流比例电磁铁是电液比例控制器件中应用最广泛的电—机械转换器。它也是装甲式螺管电磁铁，由于可动部分是衔铁，所以是一种动铁式马达，具有结构简单，价格低，功率／重量比大，能够输出较大的力和位移等特点。按比例电磁铁输出位移的形式，除最常见的单向直动式外，还有双向直动式。回转式比例电磁铁应用较少。
线圈通电后形成的磁路经壳体、导向套锥端到轭铁而产生斜面吸力；另一路是直接由衔铁端面到轭铁的输出力。
2.3比例电磁铁的特性分析
家用沼气池2.3.1 电磁铁的吸力特性
图2-4 比例电磁铁的静态吸力—位移特性
1.比例电磁铁；
2.普通电磁铁
基于单片机的信号发生器
电磁铁（直线力马达）是一种依靠电磁系统产生的电磁吸力，使衔铁对外做功的一种电动装置。其基本特性可表示为衔铁在运动中所受到的电磁力 Fm 与它的行程x之间的关系，即Fm ＝f(x) 。这个关系
称为吸力特性。对比例电磁铁，要求它具有水平的吸力特性。
图2-4所示为普通电磁铁与比例电磁铁的静态吸力特性。所谓静态吸力特性就是在稳态过程中得到的吸力特性。与它相对应的是动态特性。
比例电磁铁必须具有水平吸力特性，即在工作区内，其输出力的大小只与电流有关，与衔铁位移关，如图2-4所示。
若电磁铁的吸力不显水平特性，弹簧曲线与电磁力曲线族只有有限的几个交点，这意味着不能进行有效的位移控制。在工作范围内，不与弹簧曲线相交的各电磁力曲线中，对应的电流在弹簧曲线以下，不会引起衔铁位移；在弹簧曲线以上时，若输出这样的电流，电磁力将超过弹簧力，将衔铁一直拉到极限位置为止。相反，若电磁铁具有水平特性，那么在同样的弹簧曲线下，将与电磁力曲线族产生许多交点。在这些交点上，弹簧力与电磁力相等，就是说，逐渐加大输入电流
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