第5章电感式传感器

第5章电感式传感器第5章电感式传感器主要内容：5.1自感式电感传感器5.2差动变压器式电感传感器5.3电涡流式传感器第5章电感式传感器概述电感式传感器是一种机电转换装置，特别是在自动控制设备中广泛应用。电感式传感器利用电磁感应定律将被测非电量（如位移、压力、流量、振动）转换为电感或互感的变化。按传感器结构可分为：自感式、互感式、电涡流式。第5章电感式传感器5自感式电感传感器5.1单磁路自感式电传感器1.工作原理δ线圈铁芯衔铁Δδ自感式传感器的工作原理总磁阻线圈匝数两式联立得:δ线圈铁芯衔铁Δδ变磁阻式传感器I为线圈中所通交流电的...

第5章电感式传感器主要内容：5.1自感式电感传感器5.2差动变压器式电感传感器5.3电涡流式传感器第5章电感式传感器概述电感式传感器是一种机电转换装置，特别是在自动控制设备中广泛应用。电感式传感器利用电磁感应定律将被测非电量（如位移、压力、流量、振动）转换为电感或互感的变化。按传感器结构可分为：自感式、互感式、电涡流式。第5章电感式传感器5自感式电感传感器5.1单磁路自感式电传感器1.工作原理δ线圈铁芯衔铁Δδ自感式传感器的工作原理总磁阻线圈匝数两式联立得:δ线圈铁芯衔铁Δδ变磁阻式传感器I为线圈中所通交流电的有效值空气磁导率磁导率磁导率H/m而其中如果S0保持不变，则L为的单值函数，构成变气隙式自感传感器如果保持不变，使S随被测量（如位移）变化，则构成变截面式自感传感器。变气隙式自感传感器变截面式自感传感器5.1.1单磁路自感式电传感器2.特性分析σ0Lσ衔铁下移时衔铁上移时5.1.1单磁路自感式电传感器2.特性分析对上式作线性处理忽略高次项时定义灵敏度5.1.1单磁路自感式电传感器2.特性分析5.1.2自感式差动传感器1.结构特性2.差动式工作原理：差动变隙式由两个相同的线圈和磁路组成。当被测量通过导杆使衔铁上下位移时，两个回路中磁阻发生大小相等、方向相反的变化，形成差动形式。优点：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。图5-4是变气隙型、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。图5-4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）螺管型变气隙型差动式自感传感器衔铁下移：忽略高次项：差动式自感传感器的灵敏度提高一倍差动式与单线圈电感式传感器相比，具有下列优点：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。5.3自感式传感器的等效电路实际传感器中，线圈不可能是纯电感，它包括线圈的铜损电阻RC；铁芯的涡流损耗电阻Re；由于线圈和测量设备电缆的接入，存在线圈固有电容和电缆的分布电容，用集中参数C 表示。等效电路5.4.自感式传感器的测量电路（1）电阻平衡臂交流电桥交流电桥书本140（6-10）对差动变气隙式自感传感器：1、2为两线圈的电感特性，3为两线圈差接时的电感特性，图4为差接后电桥输出电压与位移间的特性曲线。432175502505075100100251234变压器电桥与电阻平衡臂电桥相比，具有元件少，输出阻抗小，桥路开路时电路呈线性的优点，但因为变压器副边不接地，易引起来自原边的静电感应电压，使高增益放大器不能工作。

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