文档介绍：补充习题2?主要对应第4~5章需要掌握的知识点;?大家回去后自己做习题,下次课让部分同学讲解。第4章?知识要点:?可变磁阻式传感器的典型结构;?电路分析。?例题:?电感传感器的敏感元件是什么?其转换原理是什么??试分析下图所示可变磁阻式电感传感器工作原理。答案?电感传感器的敏感元件是什么?其转换原理是什么??电感传感器的敏感元件是电感线圈,其转换原理基于电磁感应原理。它把被测量的变化转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化从而达到被测量到电参量的转化。当一个简单的单线圈作为敏感元件时,机械位移输入会改变线圈产生的磁路的磁阻,从而改变自感装置的电感。磁路的磁阻变化可以通过空气间隙的变化来获得。也可以通过改变铁芯材料的数量或类型来获得。采用两个线圈的互感装置,当一个激励源线圈的磁通量被耦合到另一个传感线圈上,就可以从这个传感线圈得到输出信号。输入信息是衔铁位移的函数,它改变线圈间的耦合。耦合可以通过改变线圈和衔铁之间的相位位置而改变。这种相对位置的改变可以使线位移,也可以是转动的角位移。按照转换方式的不同可以将电感传感器分为自感型(包括可变磁阻式与高频反射式)与互感性(差动变压器式与低频透射式)答案?试分析下图所示可变磁阻式电感传感器工作原理。?(1)是间隙变化型电感传感器。W、μ、A是固定不变的,δ则由被测的物理量的变化引起变化△δ,传感器输出电感变化量△L,实现被检参数到电感变化的转换。此类传感器多用于微小位移的测量。?(2)是面积变化型电感传感器。W、μ、δ是固定不变的。磁路截面积由A变为A+△A,使传感器的电感由L变为L+△L,输出△L,实现被测参数到电参量——电感变化量△L的转换。此类传感器自由行程限制小,示值范围较大,可将衔铁做成转动式测量角位移。??20022AWRWLm??第4章?例题:?试分析右图所示可变磁阻式电感传感器工作原理。?变气隙型差动变压器式电感传感器结构,试说明其工作原理。答案?试分析右图所示可变磁阻式电感传感器工作原理。?(3)所示为螺管式电感传感器。在螺线管中插入一个可移动的铁芯,铁芯在线圈中伸入长度△l引起螺线管电感变化△L。此类传感器的灵敏度较低,但螺管可以做得较长,故适于测量较大的位移量(数毫米)。答案?变气隙型差动变压器式电感传感器结构,试说明其工作原理。?当衔铁位于气隙的中间位置时,δ1=δ2,两线圈的电感值相等,L1=L2=L,,△L=L1-L2=0;?当衔铁偏离中间位置时,一个线圈的电感值增加△L,L1=L+△L。另一个线圈的电感值减少△L,L2=L-△L,电感变化量为:L1-L2= (L+ △L)- (L- △L)=2 △L显然,差动变压器式传感器比单边式传感器的灵敏度高1倍。第4章?知识要点:?涡流效应;?电涡流式传感器原理;?电涡流式电感传感器的应用。电涡流式传感器原理图a)传感器激励线圈;b)被测金属导体~1I?1H?传感器激励线圈(a)(b)2H?2I?被测金属导体传感器激励电流第4章?例题:?下图是测量转速的电涡流示意图,试说明其工作过程。?已知变气隙厚度电感传感器的铁心截面积S=,磁路长度L=20cm,相对磁导率μr=5000,气隙δ0=,△δ=±,真空磁导率μ0=4π×10-7H/m,线圈匝数W=3000,求单线圈式传感器的灵敏度△L/△δ。若将其做成差动结构,灵敏度将如何变化?答案?下图是测量转速的电涡流示意图,试说明其工作过程。?在旋转体上开一个或数个槽或齿,将涡流传感器安装在旁边,当转轴转动时,涡流传感器周期性地改变着与转轴之间的距离,于是它的输出也周期性发生变化,即输出周期性的脉冲信号,脉冲频率与转速之间有如下关系:2fnzn f z?? ?式中—转轴的转速(角速度);—脉冲频率;—转轴上槽数或齿数槽数或齿轮越多,测量精度越高。