第3章 电感式传感器幻灯片.pptVIP

3.2.2 差动变压器转换电路 （3）相敏检波电路 UsU2，同频同向 3.2.3 差动变压器应用 1. 压力的测量 差动变压器式传感器与弹性敏感元件（膜片、膜盒和弹簧管等）相结合，可以组成压力传感器。在无压力作用时，膜盒2处于初始状态，衔铁6位于差动变压器线圈5的中部，输出电压为零。当被测压力作用在膜盒上使其发生膨胀，衔铁在差动变压器中移动，差动变压器输出正比于被测压力的电压。这种微压力传感器可测的压力-4~6*104Pa。 3.2.3 差动变压器应用 2. 加速度的测量 质量块2的材料是导磁的，它由两片片簧1支撑，线圈与骨架固定在基座上。测量时，基座固定在被测体上，与被测体一起运动，质量块在弹簧片作用下相对线圈产生正比于加速度的位移。因此，由测得的位移得知加速度。 3.4 电涡流式传感器 3.4.1 工作原理、结构、特性 3.4.2 转换电路 3.4.3 涡流式传感器的应用 3.4 电涡流式传感器 敏感元件：电感线圈 参数变化过程：非电量－ΔZ － 电量 测量参数： 位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等 优点： a、非接触连续测量 3.4.1 工作原理 电涡流效应： 根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中切割磁力线运动时，导体内将产生漩涡状感应电流，此电流称为电涡流，以上现象成为电涡流效应。 种类： 金属体内形成的涡流因趋肤效应，涡流渗透的厚度与传感器线圈激磁电流的频率有关。 a、高频反射式 b、低频透射式 3.4.1 工作原理 变磁阻式传感器组成： 传感器激励线圈 被测金属体 工作原理：传感器线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的函数关系式为 Z=F(ρ,μ , r , f , x) ，通过被测参数改变等效阻抗，从而获得响应电信号 3.4.1工作原理 电涡流传感器等效电路 根据基尔霍夫第二定律： 等效阻抗： 基本特性 电涡流强度与距离的关系 ① 电涡流强度与距离x呈非线性关系，且随着x/ras的增加而迅速减小。 ② 电涡流式传感器测量位移时，只有在x/ras1(一般取0.05～0.15)的条件下才能得到较好的线性和较高的灵敏度。 基本特性 电涡流式传感器简化模型 电涡流的贯穿深度： 3.4.3 电涡流传感器测量电路 1.调频式电路 传感器线圈接入 LC 振荡回路，该变化的频率是距离 x 的函数，即f=L(x), 该频率可由数字频率计直接测量，或者通过f-V变换，用数字电压表测量对应的电压。 3.4.2电涡流传感器测量电路 2. 调幅式电路 传感器线圈L、电容器C和石英晶体组成的石英晶体振荡电路。石英晶体振荡器起恒流源的作用，给谐振回路提供一个频率（f0）稳定的激励电流io，LC 回路输出电压： 3.4.3 涡流式传感器的应用 1. 位移测量 当汽轮机主轴沿轴向存在跳动时，传感器线圈与联轴器（金属导体）的距离发生变化，引起线圈阻抗变化，从而使传感器的输出发生改变。根据传感器的输出即可测得汽轮机主轴的轴向跳动。如将电涡流传感器安置在主轴的径向位置，则可测量主轴的径向跳动。 3.4.3 涡流式传感器的应用 2. 高频反射式涡流厚度传感器 若带材厚度不变，则被测带材上、下表面之间的距离总有x1+x2=常数的关系存在，两传感器的输出电压之和为2Uo。如果被测带材厚度改变Δδ，则两传感器输出电压此时为2Uo±ΔU，ΔU经放大器放大后，通过指示仪表即可指示出带材的厚度变化值。 3.4.3 涡流式传感器的应用 3.电涡流式转速传感器 随着输入轴的旋转，从振荡器输出的信号中包含有与转速成正比的脉冲频率信号。 该信号由检波器检出电压幅值的变化量，然后经整形电路输出频率为 fn 的脉冲信号。 该信号经电路处理便可得到被测转速。 本章小节 了解各种电感式传感器的结构、应用 理解非线性误差的存在和消除方法、零点残余电压 重点掌握各种电感式传感器的工作原理、参数变化过程；电涡流效应概念、 JIANG HAN UNI 传感器原理及工程应用 第3章 电感式传感器 第3章 电感式传感器 本章基本要求： 了解涡流式传感器的基本原理 理解差动变压器式传感器结构与工作原理 重点掌握变磁阻式传感器类型、工作原理、输出特性分析。 第3章 电感式传感器 敏感元件：电感线圈