传感器技术第5讲变磁阻式传感器

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1、传感器技术第5讲变磁阻式传感器主讲教师:刘遥生联系电话:13662686339第5课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

2、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·

3、φ/Ι式中ω—线圈的匝数；φ—穿过线圈的磁通，φ=I·ω/RmRm=2δ/μ0S0Ι—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，因止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S0δ1δ2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

4、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原理制成的，并且次级绕组都用

5、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-6三节式图-4一节式图-5二节式图-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

6、图初级绕组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）第三节电涡流式传感器一、电涡流式传感器工作原理二、结构类型三、测量电路第三节电涡流式传感器一、电涡流式传感器工作原理1、何谓电涡流式传感器？运用电涡流效应构成的某参数测量装置称电涡流式传感器。第三节电涡流式传感器一、电涡流式传感器工作原理2、什么是电涡流效应?当线圈通一交变电流时，线圈周围就产生一个交变磁场H1。第三节电涡流式传感器一

7、、电涡流式传感器工作原理2、什么是电涡流效应?如果把一块导体放在变化着的磁场中或相对于磁场力时，由于导体内部可构成闭合回路，穿过回路的磁通发生变化，因此在导体中也会产生感应电流，这些电流在导体内自行闭合成漩涡状，故称为电涡流，筒称涡流。该涡流产生的磁场H2与H1方向相反，力图削弱原磁场H1，从而导致线圈的电感量L、阻抗Z和品质因数Q发生变化，这就是电涡流效应。H1H2第三节电涡流式传感器图15高频反式电涡流传感器原理一、电涡流式传感器工作原理有一通交变电流I1的传感器线圈，由于电流I1的存在，线圈周围就产生一个交变磁场H1。若被测导体置于该磁场

8、范围内，导体内便产生电涡流I2，I2也将产生一个新磁场H2；H2与H1方向相反，力图削弱原磁场H1，从而导致线圈的电感量L、阻抗Z和品质因数Q发生变化