自动检测技术 教学课件 作者 刘丽红 第2章 电感传感器.pptVIP

第二章 电感式传感器; 本章主要讲述： 1、自感式传感器的工作原理、输出特性、测量电路及应用； 2、差动变压器式传感器的工作原理，基本特性及应用； 3、电涡流式传感器工作原理，基本特点及应用； 需要掌握的知识: 1、了解自感式传感器的输出特性，掌握自感式传感器的工作原理、测量电路，学会用自感式传感器测量非电量； 2、了解差动变压器式传感器的基本特性，掌握差动变压器式传感器的工作原理，学会用差动变压器式传感器测量非电量； 3、了解电涡流式传感器的基本特性，掌握电涡流式传感器的工作原理，学会用电涡流式传感器测量非电量；; 导 入;2.1 自感式传感器;通常 则： 得： 自感式传感器可分为变隙式和变面积式， 使用最广泛的是变隙式电感传感器。;2.1.2 变隙式电感传感器的输出特性;灵敏度为： 变隙式电感传感器的测量范围与灵敏度及线性度相矛盾，所以它用于测量微小位移是比较精确的。为减小非线性误差，实际测量中广泛采用差动变隙式。 当衔铁往上移动 时， 有： 灵敏度为： ;结论： ① 差动式（双线圈）比自感式（单线圈）的灵敏度高一倍。 ②因为（ ） 1 ，所以，差动式的线性度得到明显改善。 构成差动的两个线圈在结构尺寸、材料、电气参数等方面均应完全一致。;2.1.3 差动变隙式电感传感器的测量电路 ;2.变压器式交流电桥 负载阻抗为无穷大时: 当衔铁处于中间位置时， ，有 ，电桥平衡。 当衔铁上移时，即 ， 。此时 当传感器衔铁下移时，即 ， 。此时 根据 可判断衔铁位移大小，用相敏检波电路判断衔铁移 动方向。;3.谐振式测量电路;2.1.4 自感式传感器的应用;变隙式差动电感压力传感器 ;2.2 差动变压器式传感器;一节式;工作原理： 由差动变压器等效电路，当次级开路时有： 根据电磁感应定律，有： 经推导： ;输出电压的有效值为： 下面分三种情况进行分析： 1、活动衔铁处于中间位置时， ，故 2、活动衔铁向上移动时， ， 故 ，与 同极性。 3、活动衔铁向下移动时， ， 故 ，与 同极性。 与 有关，通过 可以测量 。 ;下图给出了变压器输出电压 与衔铁位移 的关系曲线。;差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，记作 ， 它的存在使传感器的输出特性不过零点， 零点残余电压产生的原因主要是传感器的两次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等问题。 零点残余电压一般在几十毫伏以下， 在实际使用时，应设法减小，否则将会影响传感器的测量结果。;2.2.3 差动变压式传感器的应用;2.3 电涡流式传感器;2.3.1 工作原理;电涡流传感器的等效电路： 由等效电路，可列出如下方程： ;解得等效阻抗 的表达式为: 式中： 可见，传感器线圈的等效阻抗 是互感系数二次方的 函数，而互感系数是随线圈与金属导体间距离的变化而 变化的。 ;2.3.2 电涡流式传感器的应用;2.高频反射式涡流厚度传感器 如果被测带材厚度改变量为 ，两传感器输出电压 为 。经放大后，通过指示仪表电路即可指示出 带材的厚度变化值。 ;3、电涡流式转速传感器 可实现非接触式测量，抗污染能力很强，可安装在旋转轴近旁长期对被测转速进行监视。 最高测量转速可达600000转／分。