位移传感器的原理和应用

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1、第4章位移传感器4.1位移传感器引入电梯超载植物生长过程检测4.2电感式传感器工作原理线圈自感Ψ——线圈总磁链,单位：韦伯；I——通过线圈的电流，单位：安培；W——线圈的匝数；Rm——磁路总磁阻，单位：1/亨。a)气隙型b)截面型c)螺管型自感式传感器原理图li——各段导磁体的长度；Ui——各段导磁体的磁导率；Si——各段导磁体的截面积；δ——空气隙的厚度；U0——真空磁导率S——空气隙截面积变气隙型传感器变截面型传感器线圈中放入圆形衔铁可变自感螺管型传感器。上一页返回下一页变面积式自感传感器传感器气隙长度保持不变，令

2、磁通截面积随被测非电量而变，设铁芯材料和衔铁材料的磁导率相同，则此变面积自感传感器自感L为灵敏度变面积式自感传感器在忽略气隙磁通边缘效应的条件下，输入与输出呈线性关系；因此可望得到较大的线性范围。但是与变气隙式自感传感器相比，其灵敏度降低。上一页返回下一页螺线管式自感传感器1-螺线管线圈Ⅰ；2-螺线管线圈Ⅱ；3-骨架；4-活动铁芯L10，L20——分别为线圈Ⅰ、Ⅱ的初始电感值；rc为活动铁心半径，2lc为活动铁心长度上一页返回下一页(3.1.21)1传感器引线2铁心套筒3磁芯4电感线圈5弹簧6防转件7滚珠导轨8测杆9密

3、封件10玛瑙测端自感式位移传感器电感式位移传感器电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。电感式接近开关(非埋入式)DC10～30V，三线NPN输出，常开。检测距离：5mm。安装时接近开关检测面不可以和周围金属齐平面。电感式接近开关（埋入式）DC12～24V，三线NPN输出，常开。检测距离：4mm。能检测金属物体，特别对铁金属，但选择非铁金属时，其检测距离会大大的缩短。性能稳定，是最常用的检测方法。安装时接近开关检测面和周

4、围金属齐平面。4.3差动变压器差动变压器是把被测的非电量变化转换成线圈互感量的变化。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动的形式连接，故称之为差动变压器式传感器。变隙式变面积式螺线管式(a)、(b)变隙式差动变压器；(c)、(d)螺线管式差动变压器；(e)、(f)变面积式差动变压器上一页返回下一页变隙式差动变压器当一次侧线圈接入激励电压后，二次侧线圈将产生感应电压输出互感变化时，输出电压将作相应变化上一页返回下一页两个初级绕组的同名端顺向串联，而两个次级绕组的同名端则反向串联。当没有位移时，衔铁C处

5、于初始平衡位置，它与两个铁芯的间隙为δa0=δb0=δ0两个次级绕组的互感电势相等，即e2a=e2b。由于次级绕组反向串联，因此，差动变压器输出电压当被测体有位移时，与被测体相连的衔铁的位置将发生相应的变化，使δa≠δb两次级绕组的互感电势e2a≠e2b，输出电压电压的大小反映了被测位移的大小，通过用相敏检波等电路处理，使最终输出电压的极性能反映位移的方向。1.工作原理上一页返回下一页螺线管式差动变压器上一页返回下一页１.工作原理１-活动衔铁；２-导磁外壳；３-骨架；４-匝数为W1初级绕组；５-匝数为W2a的次级绕组；

6、６-匝数为W2b的次级绕组上一页返回下一页当初级线圈绕组加上适当频率的电压激励时，在两个绕组W2A和W2B产生感应电动势和，当活动衔铁处于初始平衡位置时，则当活动衔铁偏离平衡位置时，则图3.2.6差动变压器输出电压特性曲线上一页返回下一页力和力矩的测量1－线圈2－衔铁3－弹性元件优点：承受轴向力时应力分布均匀；当长径比较小时，受横向偏心的分力的影响较小。微小位移的测量1－测端2－防尘罩3－轴套4－圆片簧5－测杆6－磁筒7－磁芯8－线圈9－弹簧10－导线21电感式滚柱直径分选装置3.2.8滚柱直径分选装置1—气缸2—活塞

7、3—推杆4—被测滚柱5—落料管6—电感测微器7—钨钢测头8—限位挡板9—电磁翻板10—容器（料斗）2021/6/1122电感式滚柱直径分选装置（外形）滑道分选仓位轴承滚子外形（参考中原量仪股份有限公司资料）2021/6/1123电感式滚柱直径分选装置外形落料振动台滑道11个分选仓位（参考无锡市通达滚子有限公司资料）废料仓24粗糙度仪外形25电感式轮廓仪旁向式电感测微头26电感式不圆度计原理该圆度计采用旁向式电感测微头27电感式不圆度测量系统外形（参考洛阳汇智测控技术有限公司资料）旋转盘测量头28涡流式传感器的变换原理：

8、利用金属导体在交流磁场中的涡流效应。4.4涡流传感器涡流：成块的金属置于变化的磁场中，或者在固定磁场中运动时，金属导体内就要产生感应电流，这种电流的流线在金属内是闭合的，所以称为涡流。①存在交变磁场；②导体处于交变磁场中。涡流产生的必要条件是：29高频反射式涡流传感器工作原理图3.2.11涡流的发生30涡流式传感器的应用涡流式传感