传感器与检测技术第2章-电感式位移传感器ppt课件.ppt

《传感器与检测技术第2章-电感式位移传感器ppt课件.ppt》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、1四电感式传感器电感式传感器的工作基础：电磁感应电感式位移传感器是将被测物理量位移转化为自感L、互感M的变化，并通过测量电感量的变化确定位移量。由于电感式位移传感器输出功率大、灵敏度高、稳定性好等优点，所以得到广泛应用。2四电感式传感器电感式传感器自感式传感器互感式传感器电涡流式传感器3（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变磁阻式传感器总磁阻线圈匝数两式联立得:I为线圈中所通交流电的有效值。4（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理空气导磁率磁导率导磁率H/m而其中5（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原

2、理如果S保持不变，则L为δ的单值函数，构成变气隙式自感传感器若保持δ不变，使S随被测量（如位移）变化，则构成变截面式自感传感器，6（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理a)气隙型b)截面型c)螺管型7（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理电感传感器特性8（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理9（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变气隙式自感传感器的输出特性衔铁下移10（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变气隙式自感传感器的输出特性11（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变气隙式自

3、感传感器的输出特性12（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变气隙式自感传感器的输出特性衔铁上移13（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变气隙式自感传感器的输出特性14（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变气隙式自感传感器的输出特性15（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变气隙式自感传感器的输出特性16（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理变气隙式自感传感器的输出特性变间隙式自感传感器的测量范围与灵敏度及线性度是相矛盾的，因此变隙式自感式传感器适用于测量微小位移场合。为了减小非线性误差

4、，实际中广泛采用差动变隙式电感传感器。17（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理差动式自感传感器在实际使用中，常采用两个相同的传感线圈共用一个衔铁，构成差动式自感传感器，两个线圈的电气参数和几何尺寸要求完全相同。这种结构除了可以改善线性、提高灵敏度外，对温度变化、电源频率变化等的影响也可以进行补偿，从而减少了外界影响造成的误差。18（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理差动式自感传感器差动气隙式电感传感器由两个相同的电感线圈Ⅰ、Ⅱ和磁路组成,测量时,衔铁通过导杆与被测位移量相连,当被测体上下移动时,导杆带动衔

5、铁也以相同的位移上下移动,使两个磁回路中磁阻发生大小相等,方向相反的变化,导致一个线圈的电感量增加,另一个线圈的电感量减小,形成差动形式。19（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理差动式自感传感器变气隙型、变面积型及螺管型三种类型的差动式自感传感器的结构示意图。当衔铁3移动时，一个线圈的电感量增加，另一个线圈的电感量减少，形成差动形式。20（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理差动式自感传感器差动式自感传感器1-线圈2-铁芯3-衔铁4-导杆（a）变气隙型432131412344（b）变面积型（c）螺管型21（

6、一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理差动式与单线圈电感式传感器相比，具有优点：①线性好；②灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同时，输出信号大一倍；③温度变化、电源波动、外界干扰等对传感器精度的影响，由于能互相抵消而减小；④电磁吸力对测力变化的影响也由于能相互抵消而减小。22（一）自感式传感器1.自感式传感器的工作原理三种类型比较：气隙型自感传感器灵敏度高，它的主要缺点是非线性严重，为了限制线性误差，示值范围只能较小；它的自由行程小，因为衔铁在运动方向上受铁心限制，制造装配困难。截面型自感传感器灵敏度较低，截面型的优点是具

7、有较好的线性，因而示值范围可取大些。螺管型自感传感器的灵敏度比截面型的更低，但示值范围大，线性也较好，得到广泛应用。23（一）自感式传感器2.改善性能考虑的因素(1)损耗问题电感线圈、衔铁系统在高频电流i激励下工作必然存在功率损耗。主要损耗有：一是线圈，除具有电感L外，还存在着电阻Rc和分布电容C，会引起铜损和无功功率；二是铁心，由于交变磁场，使铁心中产生涡流，可等效为一个电阻Re的损耗。另外铁心中还存在磁滞现象，也可等效为一个电阻Rh造成的损耗，它是频率f的函数。24（一）自感式传感器2.改善性能考虑的因素(2)气隙边

8、缘效应的影响由于一些自感位移传感器中有工作气隙，而使磁路磁通在此处周围有散失和弯曲，使导磁有效面积下降，输出特性有所变化，需要加以修正。25（一）自感式传感器2.改善性能考虑的因素(3)温度误差工作温度的变化同样会引起传感器的机械参数和电参数的变化，从而形成温度误差，需要加以补偿。26（一）自感式传感器2.改善性能考