文档介绍：第4章电感式传感器 变磁阻式传感器 差动变压器式传感器 电涡流式传感器?电感式传感器的工作基础: 电磁感应?即利用线圈电感或互感的改变来实现非电量测量?分为变磁阻式、变压器式、涡流式等?特点: –工作可靠、寿命长–灵敏度高,分辨力高–精度高、线性好–性能稳定、重复性好 变磁阻式传感器(自感式) 工作原理变磁阻式传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料制成。在铁芯和衔铁之间有气隙,传感器的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,因此只要能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。线圈中电感量可由下式确定: W L I I ? ?? ?根据磁路欧姆定律: mR IW ??式中, R m为磁路总磁阻。( 4-1 )( 4-2 ) 气隙很小,可以认为气隙中的磁场是均匀的。若忽略磁路磁损, 则磁路总磁阻为 1 2 1 1 2 2 0 0 2 m L L R A A A ?? ??? ??( 4-3 ) 通常气隙磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻,即??????????? 22 200 11 1002 2A lA A lA??????( 4-4 ) 则式( 4-3 )可写为 002A R m???( 4-5 ) 联立式( 4-1 )、式( 4-2 )及式( 4-5 ), 可得??2 00 22AWR WL m??( 4-6 ) 上式表明:当线圈匝数为常数时,电感 L 仅仅是磁路中磁阻 R m 的函数,改变δ或A 0 均可导致电感变化, 因此变磁阻式传感器又可分为变气隙厚度δ的传感器和变气隙面积 A 0的传感器。 目前使用最广泛的是变气隙厚度式电感传感器。??2 00 22AWR WL m?? 输出特性 L与δ之间是非线性关系, 特性曲线如图 5-2 所示。??2 00 22AWR WL m??图 4-2 变隙式电压传感器的 L-δ特性分析: 当衔铁处于初始位置时,初始电感量为 0 20002??WAL?( 4-7 ) 当衔铁上移Δδ时,传感器气隙减小Δδ,即δ=δ 0-Δδ, 则此时输出电感为 0 0 0 00 2 01 )(2?????????????? LAWLLL( 4-8 ) 当Δδ/δ 0 <<1 时( 台劳级数): ???????????????????????????????????? 30 200 001??????LLLL( 4-9 ) 可求得电感增量ΔL和相对增量ΔL/L 0的表达式,即?????????????????????????????????????????????????? 20000 2000 01 1????????????L L LL (4-10) (4-11)