第十讲 变磁阻式传感器.ppt

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1、第10讲变磁阻式传感器之一重点：一、电阻式传感器二、电容式传感器三、线性关系：检测：例如：将重量、压力、加速度、液位等成比例地转换为位移；转换：将位移成比例地转换为电阻、电容的变化；放大电路：桥式电路，运放；传感器的本质：将非电量信号转换为电信号。第10讲变磁阻式传感器内容：一、电感式传感器二、变压器式传感器三、电涡流式传感器目的：1、了解变磁阻式传感器的基本工作原理；2、掌握变磁阻式传感器的基本结构和应用技术。什么是变磁阻式传感器?利用线圈电感或互感的改变来实现非电量测量的传感器称变磁阻式传感器。变磁阻式传感器是一种机电转换装置，在自动控制系统中应用十分广泛，是非电量测量的重要传感器

2、之一。与其它传感相比较有如下特点：1、结构简单，寿命长。2、灵敏度和分辩率高。能测出0.01μm的机械位移量。输出信号强。3、重复性好，线性度优良。第一节电感式传感器内容：一、电感式传感器主要用途和结构二、电感式传感器的简单工作原理三、电感式传感器的基本类型四、测量电路第一节电感式传感器一、电感式传感器主要用途和结构铁芯衔铁线圈电感式传感器1、用途电感式传感器主要用于测量位移、压力、力、振动和加速度。2、结构线圈、铁芯、衔铁第一节电感式传感器二、工作原理传感器运动部分与衔铁相连。当衔铁移动时，气隙厚度δ发生改变，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感值变化，因此只要测出这种电感量的

3、变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向。根据电感定义，线圈中电感量可由下式计算：L=ω·φ/Ι式中ω—线圈的匝数；φ—穿过线圈的磁通，φ=I·ω/RmΙ—通过线圈的电流当气隙磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻时，可近似为μ0—空气的导磁率铁芯衔铁线圈S0δ第一节电感式传感器二、工作原理上式表示，当线圈匝数为常数时，电感L仅仅是磁路中磁阻Rm的函数，只要改变δ或S0均可导致电感变化，因此电感式传感器又可分为变气隙厚度δ的传感器和变气隙面积S0的传感器铁芯衔铁线圈S0δ第一节电感式传感器二、输出特性L=L0+△L第一节电感式传感器三、电感式传感器的类型铁芯衔铁线圈S0δ单线圈式传感器铁芯衔铁线圈S0

4、δ1δ2差动变隙式电感式传感器第一节电感式传感器四、测量电路铁芯衔铁线圈S0δ1δ2差动变隙式电感式传感器Z2Z1Z2Z1Z3=RU0Z4=RUAC交流电桥测量电路L0—衔铁在中间位置时单个线圈的电感,，△L两线圈电感的差量第一节电感式传感器四、测量电路铁芯衔铁线圈S0δ1δ2差动变隙式电感式传感器Z2Z1UIUI/2UI/2Z1Z2Uo变压器式交流电桥第十一讲第二节差动变压器式传感器内容：一、结构及原理二、基本特性三、测量电路第二节差动变压器式传感器一、结构及原理1、什么叫差动变压器式传感器？把被测的非电量变化转换为线圈互感量变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器是根据变压器的基本

5、原理制成的，并且次级绕组都用差动形式连接，故称差动变压器式传感器。1．变隙式2．变面积式3．螺线管式2、类型活动衔铁导磁外壳骨架次级绕组初级绕组次级绕组图-3螺线管差变压器结构图第二节差动变压器式传感器一、结构及原理（螺旋管式）第二节差动变压器式传感器一、结构及原理（螺旋管式）图-4一节式图-5二节式图-6三节式图-7四节式第二节差动变压器式传感器一、结构及原理（螺旋管式）图-8五节式第二节差动变压器式传感器一、结构及原理（螺旋管式）图-3螺线管差变压器结构图次级绕组初级绕组次级绕组第二节差动变压器式传感器一、结构及原理（螺旋管式）次级绕组次级绕组图-3螺线管差变压器结构图初级绕组第十

6、三讲第二节差动变压器式传感器二、测量电路（螺旋管式）0UU00U直接利用测量信号只能识别移动大小，但不能识别方向第二节差动变压器式传感器二、测量电路（螺旋管式）第二节差动变压器式传感器二、测量电路（螺旋管式）二、测量电路（螺旋管式）半波电压输出（串接）U12D2D1U11二、测量电路（螺旋管式）半波电压输出（反接）U11U12D1D2相敏检波电路1相敏检波电路分析重点：U0决定方向，U2决定大小；一、零位时，U2=0,U21=U22=0;U01=U02，作用抵消；二、ΔX>0时，U2与U0同相；正半周，VD2、VD3导通；U01与U22同相，作用加强；U02与U22反相，作用减弱；

7、保证UL>0;负半周，VD1、VD4引导通；U01与U21反相，作用减弱；U02与U21同相，作用加强；保证UL>0;相敏检波电路分析三、ΔX<0时，U2与U0反相；正半周，VD2、VD3导通；U01与U22反相，作用减弱；U02与U22同相，作用加强；保证UL<0;负半周，VD1、VD4导通；U01与U21同相，作用加强；U02与U21反相，作用减弱；保证UL<0;综上所述：可达到检测位移方向的目的；相敏检测电路2相敏检测电路3作业1．对于差