检测技术基础3-4周(电感)

《检测技术基础3-4周(电感)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、检测技术基础检测就是去认识——科学家西门子（W.Ven.Siemens）二、电感式传感器电感式传感器电感式传感器——利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量的输出。变磁阻式传感器——自感式差动变压器式传感器——互感式电涡流式传感器——电涡流式自感式传感器通常称电感式传感器，互感式传感器由于利用变压器原理与结构，并且构成差动形式，通常称差动变压器。主要特点•结构简单、工作可靠•灵敏度高，能分辨0.01μm的位移变化•测量精度高、零点稳定、输出功率较大•可实现信息的远距离

2、传输、记录、显示和控制•在工业自动控制系统中被广泛采用主要缺点•灵敏度、线性度和测量范围相互制约•传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量变磁阻式传感器工作原理衔铁移动δ改变LL2R12mSSS1122002(R)mS00磁阻变化22WWs00电感值变化LR2m自感式传感器电感式传感器如果空气隙较小，不考虑磁路的铁损liRm2iiSS0铁芯磁导率要比空气的磁导率大的多(几千倍),上式可0以近似为:22NNSL0Rm22上式表示电感量L与S20S气隙呈反比.0(1)变气隙自感传感器•当改变大小,

3、则电感变化量:2NSLLL002()•(1)灵敏度:2dLNS002d2特点:1)灵敏度随气隙变化而变化,呈非线性;2)气隙越小,则灵敏度越高.随气隙增大,灵敏度明显下降——灵敏度高，测量范围小。气隙增大到一定程度,电感量几乎没有变化.<1>=0-:22NSNS00LLL02()200LL00改写成:LL10010若<<0,则可以采用级数展开:2nL1L[1().......()]00000<2>=0+:LLL0

4、23nL2L[1()().......()]000000•若采用差动结构:LL1L2242L0[1()().......]000第一项线性的，灵敏度:L2L0k0显然,经过差动处理后灵敏度提高一倍,仅含奇次方项改善了线性度不足LL1L2242L0[1()().......]000第二项以后是非线性项，0会增大非线性误差，所以测量范围小，通常该值为0.1-0.2.(2)变面积自感传感器•保持和μ0不变,当改变磁路面积大小,则电感变化量:

5、2N0(SS)LLL0202dLN0灵敏度:d20特点:灵敏度随面积S变化而恒定,呈线性,但灵敏度较低;(3)螺管式自感传感器圆柱形衔铁在线圈中上下位移,基于线圈磁力线泄漏大小,决定磁路的磁阻变化.关系式:224N227L2[lr(m1)lcrc]10(H)l衔铁插入深度lc与传感器的L呈正比.实际上由于轴向磁密度并不均匀,仍然存在非线性.特点:结构简单,测量范围大,但灵敏度较低,具有一定的非线性.差动螺管式自感传感器三.测量电路1.基本测量电路变压器的副边电压为Ù/2,ÙA是Z1,Z2的分压电压(Z1,Z2为差动自感传感器

6、的两个线圈阻抗）而ÙB是副边绕组中心抽头电压Ù2/2.显然:UUU(Z11)U0ABZ1Z22当衔铁处在中心位置,Z1=Z2=Z,则Ù=0.若衔铁下移,Z1=Z+Z,Z2=Z-Z.输出电压有效值:ZZ1ZU()UU02Z22Z线圈电阻远小于LUU022其电感阻抗时:2r(L)若衔铁下移,UUL实际上由于交流,这种输出在相022Z1=Z-Z,Z2=Z+Z2rL()位上的正负性不能区分的.另外作为电感元件的线圈L,并非纯电感,还有电阻分量.R=r+jL.进入交流电桥后,平衡条件比较苛刻.所以交流输

7、出的零点值难以达到.导致输出没有零电压,即便电感传感器的衔铁处在中心对称位置,输出仍然有一个小电压输出,这个电压值称零点残余电压。补充阅读电感器对交流电的阻碍作用被称为“感抗”。电感器的感抗大小与本身的电感量有关，与通过的交流电的频率也有关。电感器的电感量越大，通过的交流电频率越高，产生的感抗也就越大。自感电流通过电感器时，周围便会产生磁场。如果通过的电流是变化的交流电，那么电感器产生的磁场强、弱程度也就随着交流电的变化而变化。变化的磁场又会使电感线圈产生感应电动势。这种感应电动势是由于电感器本身电流的变化而引起的，所以叫做自感。感应电动势的方向总是要阻碍电感

8、器中流过的