第六章电感式传感器资料.ppt

第6章 电感式传感器 6.1 电感式传感器 6.1.1 电感传感器的工作原理和等效电路 6.1.2 电感式传感器的结构类型及特性 6.1.3 电感传感器的测量电路 6.2 差动变压器式电感传感器 6.2.1 工作原理 6.2.2 差动变压器式传感器的特性 6.3 电涡流式传感器 6.3.1 电涡流式传感器的工作原理及特性 6.3.2 电涡流式传感器结构型式及特点 6.3.3 影响涡流传感器灵敏度的因素 6.3.4 测量电路 6.4 电感式传感器的应用 6.4.1 电感传感器的应用 6.4.2 电涡流传感器的应用 ; 电感式传感器是利用电磁感应原理，将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或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，实现由非电量到电量转换的装置。 自感式传感器（又称电感式传感器）即将非电量转换成自感系数变化的传感器。 互感式传感器（又称差动变压器式传感器）即将非电量转换成互感系数变化的传感器。 本章主要介绍自感式、互感式和涡流式三种传感器。; 自感式传感器原理图; 6.1 电感式传感器 6.1.1 电感传感器的工作原理和等效电路 1．工作原理 电感传感器有衔铁、铁芯和匝数为W的线圈三部分构成。传感器测量 物理量时衔铁的运动部分产生位移，导致线圈的电感值发生变化，根据定 义，线圈的电感为 式中 RM——磁阻，它包括铁芯磁阻和空气隙的磁阻，即 ——铁磁材料各段的磁阻之和，当铁芯一定时，其值为一定； li ——各段铁芯长度； mi ——各段铁芯的磁导率； Si ——各段铁芯的截面积； Rd ------空气隙的磁阻，Rd = 2d/m0S。 ; 即可得电感为 因为铁磁材料其磁阻与空气隙磁阻相比较小，计算时可忽略不计，这时有: 由上式可知，当线圈及铁芯一定时，W为常数，如果改变d 或S时，L值就会引起相应的变化。电感传感器就是利用这一原理做成的。最常用的是变气隙长度d 的电感传感器。由于改变d 和S都是使气隙磁阻变化，从而使电感发生变化，所以这种传感器也叫变磁阻式传感器。 ;; 2、等效电路 电感传感器是一个带铁芯的可变电感，由于线圈的铜耗、铁芯的涡流损耗、磁滞损耗以及分布电容的影响，它并非呈现纯电感。等效电路如图所示，其中L为电感，Rc为铜损电阻，Re电涡流损耗电阻，磁滞损耗电阻Rh，C为传感器等效电路的等效电容。等效电容C主要是由线圈绕组的固有电容和电缆分布电容引起。电缆长度的变化，将引起C的变化。当电感传感器确定后，这些参数即为已知量。; 自感式传感器等效电路 *这里需要注意的是传感器等效电路的等效电容C，它主要是由线圈绕组的分布电容和电缆电容引起。电缆长度的变化，将引起C的变化。; 忽略分布电容且不考虑各种损耗时，电感传