null电感式传感器电感式传感器第四章 电感式传感器第四章 电感式传感器电感式传感器——利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量的输出。优缺点？
变磁阻式传感器——自感式
差动变压器式传感器——互感式
电涡流式传感器——电涡流式变磁阻式传感器变磁阻式传感器工作原理
输出特性
测量电路
应用变磁阻式传感器工作原理变磁阻式传感器工作原理衔铁移动δ改变磁阻变化电感值变化变磁阻式传感器输出特性变磁阻式传感器输出特性初始电感量：衔铁上移Δδ，δ＝δ0－Δδ同理，衔铁下移Δδ，δ＝δ0＋Δδ忽略高价项： 当null灵敏度为： （
表
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明？）线性度为：由此可见, 变间隙式电感传感器的测量范围与灵敏度及线性度相矛盾, 所以变隙式电感式传感器用于测量微小位移时是比较精确的。为了减小非线性误差, 实际测量中广泛采用差动变隙式电感传感器。 为了改善间隙式自感传感器，采用差动变隙式自感传感器null结论ａ．差动式比单线圈的灵敏度提高一倍;
ｂ．因为差动式非线性项少了奇次项，所 以差动式比单线圈的非线性失真小。 图4-3 差动变隙式自感传感器对上式进行线性处理，忽略高次项得：灵敏度为：变磁阻式传感器测量电路变磁阻式传感器测量电路交流电桥式测量电路
变压器式测量电路
谐振式测量电路交流电桥式测量电路交流电桥式测量电路50（注：此图中的电桥输入输出端口与上一章中的位置刚好相反）电桥平衡条件：Z1 = Z2 ; Z3 = Z4
平衡状态下：U0＝0
初始位置：衔铁位于中间位置， 两
只电感线圈的电感量相等，
衔铁偏离中心位置后：假设向上移动，即：
式中， 是向上移动量（m）。
差动电感传感器上下两部分的阻抗分别
为：
交流电桥式测量电路交流电桥式测量电路电桥输出为：由式知，电桥输出电压的幅值大小与衔铁的相对位移量得大小成正比，当
>0时， 与 同；当 <0时， 与 反相。故本测量电路可以测量位移的大小和方向。变压器式交流电桥变压器式交流电桥6当传感器衔铁上移时, 即Z1=Z+ΔZ, Z2=Z-ΔZ, 此时当传感器衔铁下移时, 即Z1=Z-ΔZ,
Z2=Z+ΔZ, 此时交流电桥式测量电路交流电桥式测量电路综合衔铁上移和下移的情况可得：因此，衔铁上下移动时，输出电压大小相等，极性相反，但由于 是交流电压，输出指示无法判断出位移方向，必须采用相敏检波器鉴别出输出电压极性随位移方向变化而产生的变化。谐振式测量电路谐振式测量电路78差动变压器式传感器差动变压器式传感器互感式传感器——把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器
差动变压器式传感器——次级绕组用差动形式
结构：变隙式、变面积式、螺线管式
优点：测量精度高、灵敏度高、结构简单、性能可靠螺线管式差动变压器螺线管式差动变压器工作原理
基本特性
测量电路
应用螺线管差动变压器工作原理螺线管差动变压器工作原理14螺线管式差动变压器工作原理螺线管式差动变压器工作原理衔铁在平衡位置时,M1=M2, , =0
动衔铁向上移动时,由于磁阻的影响, w2a中磁通将大于w2b, 使M1>M2 ， , >0
反之M1
0
即：当衔铁位移发生变化时，输出电压会随之发生变化 M1M2差动变压器与一般变压器不同，一般变压器为闭合磁路，初次级的互感为常数，而差动变压器由于存在铁芯气隙，是开磁路，且初次级的互感随衔铁位移而变化，另外，差动变压器的两个次级线圈的同名端反相串联，因此它按差动方式工作，输出电压：螺线管式差动变压器基本特性螺线管式差动变压器基本特性次级开路，初级线圈的交流电流为：次级线圈感应电流差动变压器输出电压为：输出电压有效为：螺线管式差动变压器基本特性螺线管式差动变压器基本特性分情况分析：
衔铁在中间位置时，M1=M2=M， = 故U2=0
活动衔铁向上移动时, M1=M+ΔM M2=M-ΔM
活动衔铁向下移动时, M1=M-ΔM M2=M+ΔM
有效值为
输出特点：输出（交流电压）幅值与衔铁偏移量成正比；衔铁过平衡点时，相位改变180度，上移时输出电压与输入电压反相，当衔铁下移时，输出电压与输入电压同相。。 有效值为：有效值为：零点残余电压及补偿零点残余电压及补偿零点残余电压主要是由传感器的两次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等问题引起的。（基波、高次谐波）差动式变压器测量电路差动式变压器测量电路两个目的：
辨别移动方向
消除零点残余电压
两种
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
：
差动整流电路
相敏检波电路差动整流电路差动整流电路18 相敏检波电路 相敏检波电路19电涡流式传感器电涡流式传感器工作原理22传感器等效阻抗发生变化电涡流效应——块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时, 导体内将产生呈涡旋状的感应电流。一般用于测量x，也有用于测量ρ、μ电涡流传感器基本特性电涡流传感器基本特性等效电路模型：线圈的等效阻抗：电涡流的径向形成范围电涡流的径向形成范围25
电涡流径向形成的范围大约在传感器线圈外径ras的1.8～2.5 倍范围内, 且分布不均匀
电涡流密度在短路环半径r=0处为零
电涡流的最大值在r=ras附近的一个狭窄区域内
可以用一个平均半径为ras（ras=（ri+ra）/2）的短路环来集中表示分散的电涡流（图中阴影部分）
电涡流强度与距离的关系电涡流强度与距离的关系电涡强度与距离x呈非线性关系, 且随着x/ras的增加而迅速减小。
当利用电涡流式传感器测量位移时, 只有在x/ras <<1(一般取 0.05～0.15)的范围才能得到较好的线性和较高的灵敏度26低频透射式涡流厚度传感器低频透射式涡流厚度传感器30高频反射式涡流厚度传感器高频反射式涡流厚度传感器电感式传感器的应用电感式传感器的应用差动变压器式加速度传感器电感式传感器的应用电感式传感器的应用微压力变送器
差动变压器测力
轴承间隙测量电路
电子皮带秤
电子皮带秤null
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