文档介绍：第3章电感式传感器 11第3章电感式传感器 Inductive Sensors Inductive Sensors 主要内容: ?自感式传感器结构、原理及其基本特性;自感式传感器的电桥测量电路的输出特性; ?差动变压器组成、结构、工作原理、输出特性及其差动整流电路和相敏检波电路的工作原理; ?高频反射式电涡流式传感器的结构、工作原理及基本特性; ?各类电感式传感器的典型应用(位移型传感器)。第3章电感式传感器??电感式传感器就是利用线圈电感式传感器就是利用线圈自感自感或或互感互感随被测量变化来实随被测量变化来实现测量的一种装置。现测量的一种装置。??传感器的结构特征:具有线圈绕组传感器的结构特征:具有线圈绕组自感式传感器(变自感 L) ??类型: 类型: 差动变压器(变互感 M) 电涡流式传感器(变自感 L) ??特点:灵敏度高、输出功率大、测量范围宽。但存在交流特点:灵敏度高、输出功率大、测量范围宽。但存在交流零位信号,不宜于高频动态测量。零位信号,不宜于高频动态测量。概述 12 第3章电感式传感器瑞士电感测微仪由数显电箱和电感测头两部分组成,能快速准确测量微小尺寸变量,适用于自动化测量或实验室内高精度对比测量,能够完成各种精密测量。例如,检查工件的厚度、内径、外径、椭圆度、平行度、直线度、径向跳动等多种参数,它被广泛应用于于精密机械制造业、以及国防、科研、计量部门。电感测微仪 13 第3章电感式传感器§ 自感式传感器§ 差动变压器式传感器§ 电涡流式传感器§ 电感式传感器应用举例 14 第3章电感式传感器§ 自感式传感器工作原理及其特性分析变气隙式自感式传感器的结构原理图(a)单边式结构: 由2铁芯、 1线圈、 3衔铁及弹簧等组成。原理: 当衔铁移动时,气隙厚度δ发生改变,引起磁路中磁阻变化,从而导致线圈的电感值变化。 工作原理: 式中: N --- 线圈匝数 R M --- 磁路总磁阻 MR IN ??(磁路欧姆定律) 线圈自感为: M MR NR IN I NI NI L 2??????? 15 第3章电感式传感器 000022 211 122SSS lS lR M??????????若?很小,且不考虑磁路铁损,则磁路总磁阻为: 铁芯磁导率远大于空气的磁导率,因此铁芯磁阻远较气隙磁阻小则线圈自感 L为: 分类: ?变气隙厚度δ的电感式传感器; ?变气隙面积 S的电感式传感器; ??2 0 2SNL?16 第3章电感式传感器自感式电感传感器常见的形式 1—线圈 coil ;2—铁芯 ic core ;3—衔铁 Moving core 变气隙式变截面式螺线管式 17 第3章电感式传感器 L=f (S) L=f (δ)δ L (S) 当δ=0时, L为∞,考虑导磁体的磁阻, L并不等于∞, 而具有一定的数值。考虑导磁体的磁阻时特性曲线如图中虚线所示。 电感计算与输出特性分析??2 20 SN L?L=f(δ)为非线性关系 L=f(S)的特性曲线为一直线。 18 第3章电感式传感器 : 0 2002?? SN L?若衔铁下移?δ:δ= δ 0 + ?δ 2 2 0 0 0 0 0 0 0 2( ) 2 SN SN L L L L ? ??? ??????? ??????? ??自感的相对变化量为: 0 0 001 1??????????????????L L则电感减小,变化量为ΔL:19 第3章电感式传感器一般 1 0 ?????,则上式可由泰勒级数展开成级数形式为??????????????????????????????????... 1 30 20000????????L L忽略高次项,可得自感变化与气隙变化成近似线性关系: 0 0 LL ??? ???变气隙式自感传感器的灵敏度为: 0 01?????? LLK 灵敏度 K随初始气隙的增大而减小。。1 10