常用的传感器电感式ppt课件.ppt

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1、测试技术基础第二章常用的传感器1第四节电感式传感器把被测量转换为电感变化的一种传感器被测信息敏感元件转换元件辅助电源信号调理电路输出信息电感元件电感元件基于电磁感应原理，把被测量转化为电感量的一种装置。3.3电感式传感器可用来测位移、压力、振动等参数2分类:电感式传感器自感型电涡流式互感型（差动变压器式）3.3电感式传感器压磁式3传感器由线圈、铁心和衔铁组成。其工作原理是基于机械量变化会引起线圈磁回路磁阻的变化，从而导致自感量变化这一现象。1.自感式传感器线圈的电感可用下式表示：如果空气隙较小，且忽略磁路铁损时，磁路总磁阻为：因此

2、有：1.自感传感器4由于电感传感器的铁心一般工作在非饱和状态下，其磁导率远大于空气隙的磁导率，因此铁心磁阻远较气隙磁阻小，因此：变间隙式变面积式自感系数L与气隙成反比，与气隙导磁面积A0成正比。1.自感传感器5变间隙式传感器灵敏度为：气隙愈小，则灵敏度S愈高。由于S不是常数，会产生非线性误差，因此这种传感器常规定在较小气隙变化范围内工作。设气隙变化为（0，0＋），由于气隙变化甚小，即远小于0时（一般要求小与10倍以上），S进一步近似为：此时S可近似为常数。因此，这种传感器一般只适用于小位移测量，其初始间隙一般取0

3、.1~0.5mm，的最大值一般取的1/5.1.自感传感器6传感器灵敏度为：变面积型自感传感器的自感与面积成线性关系，但这种传感器的灵敏度较低。变面积式1.自感传感器7对于变间隙式：改善非线性，提高灵敏度的方法如下接成差动型：差动变气隙式自感传感器结构由两个电气参数和磁路完全相同的线圈组成。当衔铁移动时，一个线圈的自感增加，另一个线圈的自感减少，形成差动形式。如将这两个差动线圈分别接入测量电桥邻臂，即可改善非线性，提高灵敏度，同时可以减小或消除由于温度变化、电源波动、外界干扰等因素引起的测量误差。1.自感传感器差动气隙式传感器工作行

4、程很小,若取δ0＝2mm,则行程为(0.2—0.5)mm；较大行程的位移测量,常利用螺管式自感传感器8螺管式螺管型电感传感器的衔铁随被测对象移动，线圈磁力线路径上的磁阻发生变化，线圈电感量也因此而变化。线圈电感量的大小与衔铁插入线圈的深度有关。根据结构形式，自感传感器可分为：气隙型、螺线管1.自感传感器rx铁心单线圈螺管型传感器结构图l可以看出，插入铁芯后，线圈电感的相对增量均与铁芯的插入深度X成正比。如果螺管内磁场强度均匀分布的范围大，就可以获得较大的线性位移传感器。从理论上，线性范围可以做的很大，但因实际制作的限制，目前已设计

5、出了大于30cm的线性位移传感器。为了提高灵敏度和线性度，常采用差动螺管式电感传感器。9螺管式2lcΔlc2l线圈Ⅱ线圈Ⅰrx1.自感传感器差动式螺管式传感器是一种开磁路的电感传感器，磁路中相当部分是空气，无明显的边界，因此分析复杂。主要特点是可构成较长的线性区，用于测量大线位移。缺点是灵敏度比变气隙传感器低，体积较大。10变间隙型灵敏度较高,但非线性误差较大,且制作装配比较困难。变面积型灵敏度较前者小,但线性较好,量程较大,使用比较广泛。螺管型灵敏度较低,但量程大且结构简单易于制作和批量生产,是使用最广泛的一种电感式传感器。1.

6、自感传感器112.互感式传感器（差动变压器式传感器）工作原理：电磁感应中的互感现象（即变压器原理）。互感M与两线圈的相对位置及周围介质的导磁能力等因素有关，表明两线圈之间的耦合程度。2.互感传感器12这种传感器的两个次级线圈接成差动式输出，称为差动变压器式传感器。2.互感传感器差动变压器式传感器1初级线圈;2.3次级线圈;4衔铁4123螺管型差动变压器分气隙型和螺管型两种。目前多采用螺管型差动变压器。其基本元件有衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈框架等。初级线圈作为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，而次级线圈由结构尺寸和参数相同的

7、两个线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。13差动变压器的输出电压为交流，它与衔铁位移成正比。用交流电压表测量其输出值只能反映衔铁位移的大小，不能反映移动的方向。2.互感传感器初级线圈加入交流电压时，两次级线圈中分别产生感应电流e1、e214同时由于两个次级线圈结构不对称，以及初级线圈铜损电阻、铁磁材料不均匀、线圈间分布电容等原因，会造成交流电压输出存在一定的零点残余电压。即当衔铁处于中间位置时，输出电压不为零。因此为补偿零点残余电压，同时使输出值能反映铁芯位移的方向，常采用差动相敏检波电路。差动变压器式传感器具有测量范围宽（±1

8、00um~±250um）、线性度好（线性度误差在±0.1%~±0.25%之间）、分辨力高（0.1um）、灵敏度高等优点。将压力、重量等物理量转换成位移的变化，则该传感器可用于测量压力、重量等物理量。2.互感传感器15何谓涡流？在许多电工设备中都存在