第9章电感式传感器资料.ppt

; 自感： 当导体中的电流发生变化时，它周围的磁场就随着变化，并由此产 生磁通量的变化，因而在导体中就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，此电动势即自感电动势。这种现象 叫做自感现象。 好处： 自感现象在电工 无线电技术中应用广泛。自感线圈是交流电路或无线电设备中的基本元件，它和电容器的组合可以构成谐振电路或滤波器，利用线圈具有阻碍电流变化的特性可以稳定电路的电流。 坏处： 自感现象有时非常有害，例如具有大自感线圈的电路断开时，因电流变化很快，会产生很大的自感电动势，导致击穿线圈的绝缘保护，或在电闸断开的间隙产生强烈电弧，可能烧坏电闸开关，如周围空气中有大量可燃性尘粒或气体还可引起爆炸。这些都应设法避免。 ;对线圈而言，通电瞬间相当于一个极大电阻，断电瞬间相当于一个电源，电流稳定时就是一个直流电阻。;互感 当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象。互感现象是一种常见的电磁感应现象，不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且也可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。 应用 互感现象在电子和电子技术中应用很广，通过互感，线圈可以使能量或信号由一个线圈很方便的传递到另外一个线圈。利用互感现象原理可以制成变压器，感应圈等。但是自感在某些情况下也会带来不利的影响，在这种情况下我们应该设法减少互感的耦合。 ; 电感式传感器 ;电感式传感器 ;一、自感式传感器工作原理 二、自感阻式传感器基本类型 三、变截面式自感传感器输出特性 四、变间隙式自感传感器输出特性 五、差动式自感传感器 六、自感式传感器的等效电路 七、自感式传感器的测量电路;利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系数L的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种装置称为自感式传感器，也称为变磁阻式传感器。;一、变磁阻式传感器工作原理;一、变磁阻式传感器工作原理;变磁阻式传感器即自感式电感传感器的基本类型：;二、变磁阻式传感器基本类型;;三、变截面式自感传感器输出特性;三、变截面式自感传感器输出特性;三、变截面式自感传感器的输出特性;四、变间隙式自感传感器输出特性;四、变间隙式自感传感器输出特性;四、变间隙式自感传感器输出特性;四、变间隙式自感传感器输出特性;五、差动式自感传感器;五、差动式自感传感器;五、差动式自感传感器;自感系数特性曲线图;六、自感式传感器的等效电路;传感器的两线圈作为电桥的两相邻桥臂Z1和Z2，另两个相邻桥臂为纯电阻R。设Z是衔铁在中间位置时单个线圈的复阻抗，ΔZ1、ΔZ2分别是衔铁偏离中心位置时两线圈阻抗的变化量，则 Z1=Z+ΔZ1 Z2=Z-ΔZ2;电桥输出电压为;曲线1、2为两线圈各自电感特性； 曲线3为两线圈差接时的电感特性； 曲线4为差接后电桥输出电压与衔铁位移的特性曲线。;变压器式交流电桥测量电路，电桥两桥臂分别为传感器两线圈的阻抗，另外两桥臂分别为电源变压器的两次级线圈，其阻抗为次级线圈总阻抗的一半。;当传感器衔铁上移时，Z1=Z+ΔZ，Z2=Z-ΔZ，若线圈的Q值很高，损耗电阻可忽略，则桥路输出电压为 ;① 衔铁中间位置;七、自感式传感器的测量电路;七、自感式传感器的测量电路;七、自感式传感器的测量电路;七、自感式传感器的测量电路;差动变压器式互感传感器;一、螺线管式差动变压器 二、变隙式差动变压器 三、差动变压器式传感器测量电路;一、螺线管式差动变压器;一、螺线管式差动变压器;一、螺线管式差动变压器;一、螺线管式差动变压器;一、螺线管式差动变压器;二、变隙式差动变压器;二、变隙式差动变压器;二、变隙式差动变压器;二、变隙式差动变压器;二、变隙式差动变压器;三、差动变压器式传感器测量电路;三、差动变压器式传感器测量电路;三、差动变压器式传感器测量电路;三、差动变压器式传感器测量电路;一、电涡流式传感器基本原理 二、电涡流式传感器输出特性 三、电涡流式传感器基本类型 四、电涡流式传感器测量电路;一、电涡流式传感器基本原理;二、电涡流式传感器输出特性;二、电涡流式传感器输出特性;三、电涡流式传感器的基本类型;三、电涡流式传感器基本类型;三、电涡流式传感器测量电路;三、电涡流式传感器测量电路;载有交变电流的线圈产生交变磁场Hp，金属物平面感应出电涡流，产生交变涡流磁场Hs ，均在检测线圈（反向差动线圈）中产生感应电动势。;一、电涡流式传感器应用;量 程：0 ~ 30mm 分辨率：0.1%;薄膜厚度：d=X0-X 等效电感：L=L0-ΔL;一、电涡流式传感器应用;一、电涡流式传感器应用;一、电涡流式传感器应用;一、电涡流式传感器应用;动态测量范围：±1mm 分 辨 率：1um 精