文档介绍：第三章 电感传感器
一、自感传感器
二、差动变压器传感器
三、电感传感器的应用
一、复习
自感：当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使第三章 电感传感器
一、自感传感器
二、差动变压器传感器
三、电感传感器的应用
一、复习
自感：当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势（电动势用以表示有源元件理想电源的端电压），这就是自感。
互感：两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈自感与两个电感线圈耦合的程度。
二、什么是电感传感器？
答：电感传感器是利用电磁感应把被测的物理量（如位移，压力，流量，振动）等转换成线圈的自感系数L（表示线圈产生自感能力的物理量，自感系数跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关。线圈面积越大、线圈越长、单位长度匝数越密，它的自感系数就越大）和互感系数M（是指在一个电路中所感生的磁通除以在另一个电路中产生该磁通的电流。）的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。
位移、振动、压力、应变、流量、力、力矩、重量、密度等
被测非电量
电感变换元件
（确定关系）
电感变化量
DL、DM
被测电路
（确定关系）
可用电量
U, I, f
电感式传感器
各种电感式传感器
非接触式位移传感器
测厚传感器
电
感
粗
糙
度
仪
接近式传感器
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先看一个实验：
将一只380V交流接触器线圈与交流毫安表串联后，接到36V交流电压源上，如图4-1所示。这时毫安表的示值约为几十毫安。用手慢慢将接触器的活动铁心（称为衔铁）往下按，我们会发现毫安表的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时，毫安表的读数只剩下十几毫安。
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电感传感器的基本工作原理演示
F
220V
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电感传感器的基本工作原理演示
F
气隙变小，电感变大，电流变小
当铁心的气隙较大时，磁路的磁阻Rm也较大，线圈的电感量L和感抗XL 较小，所以电流I 较大。当铁心闭合时，磁阻变小、电感变大，电流减小。
第一节 自感式传感器
变隙式电感传感器
变面积式电感传感器
螺线管式电感传感器
差动电感传感器
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电感量计算公式 ：
请分析电感量L与气隙厚度及气隙的有效截面积A之间的关系，并讨论有关线性度的问题。
N：线圈匝数；A ：气隙的有效截面积； 0 ：真空磁导率； ：气隙厚度。
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自感式电感传感器常见的形式
变隙式 变截面式 螺线管式
变隙式电感传感器
变面积式电感传感器
螺线管式电感传感器
由于线圈中通有交流励磁电流，因而衔铁始终承受电磁引力，会引起振动。温度升高时，线圈尺寸增大，电感量随之增大，将引起测量误差。
在实际中常采用差动形式，两个完全相同的线圈共用一个活动的衔铁，构成差动式电感传感器，即可提高传感器的灵敏度，又可减小误差。
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差动电感传感器的特点
请分析：灵敏度、 线性度有何变化
曲线1、2为L1、L2 的特性，3为差动特性
在变隙式差动电感传感器中，当衔铁随被测量移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增加，一个减小，形成差动形式。
1-差动线圈 2-铁心 3-衔铁 4-测杆 5-工件
变隙式 螺线管式
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差动式电感传感器的特性
从曲线图可以看出，差动式电感传感器的线性较好，且输出曲线较陡，灵敏度约为非差动式电感传感器的两倍。
从结构图可以看出，差动式电感传感器对外界影响，如温度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消，衔铁承受的电磁吸力也较小，从而减小了测量误差。
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。
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测量转换电路
相邻两工作臂Z1、Z2是差动电感传感 器的两个线圈阻抗。另两臂为激励变压器的二次绕组。输入电压约为10V