电感式传感器(6-64学时).ppt

第3章

电感式传感器

6学时第一节工作原理及电气参数分析一、线圈电感L二、铜损电阻Rc三、涡流损耗电阻Re四、磁滞损耗电阻Rh五、总耗散因数D与品质因数Q六、并联寄生电容C的影响第二节自感式传感器一、变气隙式自感传感器

1、变气隙式传感器的结构原理变气隙式自感传感器应用（单一式结构）二、变面积式（截面型）自感传感器四、差动式自感传感器五、自感式传感器的误差2、零位误差3、温度误差4、电源的影响六、测量电路1、桥路电路2、谐振电路一、互感式传感器的类型二、互感式传感器的工作原理下面推导输出电压U0与衔铁相对位移Δδ/δ0关系流量测量的目的和意义■流量的定义■累计流量1、电远传式转子流量计2、差动变压器式加速度传感器3、差动变压器（螺管式互感传感器）式压力传感器第四节电涡流式传感器一、电涡流式传感器的工作原理1、电涡流式传感器工作原理简述2、涡流传感器的等效电路3、等效电路电压平衡方程组4、等效电路中等效电感L5、等效电路中等效电阻R7、等效电路中线圈的品质因数Q8、电涡流传感器转换参数的选择二、涡流传感器的参数计算和分析1、涡流损耗功率Pe涡流（涡流区）损耗功率Pe计算2、线圈轴向磁感应强度Bx3、涡流分布（被测金属导体内）涡流密度径向分布涡流密度的轴向分布■趋肤效应skineffect■趋肤深度skindepth三、电涡流式传感器的结构类型1、变间隙式2、变面积式3、螺管式4、低频透射式四、电涡流式传感器的应用1、测温度2、测位移■喘振喘振的危害3、厚度测量双传感器比较测厚的原理4、涡流探伤第五节压磁式传感器一、压磁效应■铁磁性的磁畴理论■居里点Curiepoint■顺磁质1、磁致伸缩效应3、磁弹性能Eσ4、磁致伸缩系数λs5、正、负磁致伸缩6、铁磁质受外磁场磁化作用7、磁弹性能Eσ对铁磁质内部磁化的影响

磁弹性能Eσ对铁磁质内部磁导率μ的影响8、压磁效应二、压磁式传感器的工作原理三、压磁传感器冲片形状（5）多联冲片四、激磁线圈安匝数的选择五、压磁式传感器的应用第六节同步感应器一、长同步感应器2、长同步感应器的工作原理（1）激磁绕组电流及磁场（2）单个激磁绕组的脉振磁场（3）激磁绕组的脉振磁场（4）脉振磁场的磁场分布（5）检测绕组的感应电动势结束作业4作业5作业6作业7为了扩大测力范围，将几个四孔或六孔冲片联在一起形成多联冲片结构的传感器，如下图所示。大吨位的压磁式测力传感器这样相当于将几个压磁元件连在一起，它们的激磁绕组和测量绕组分别串联。传感器总输出为各压磁元件输出之和。应注意的是：●多联冲片的穿线应保证相邻单元的激磁绕组平面互相垂直，以消除相邻磁场间的相互影响。●各承载面在同一个平面（水平面）内，每个承载面受力均匀一致。多联冲片结构图压磁传感器冲片形状压磁元件输出特性（如：灵敏度和线性度）在很大程度上决定于压磁式传感器中的磁场强度，而磁场强度取决于激磁线圈的安匝数（和激磁电流的强度）。激磁过大或过小都会使压磁式传感器产生严重的非线性和灵敏度降低，这是因为在压磁式传感器中，压磁元件铁磁材料的磁化现象3214BACD＋－H34BAD＋－FFH121C●与外磁场的作用有关●与外作用力在磁材料上，引起内部的应力有关●与各个磁畴内部磁矩的总合有关通常，在额定压力下，使压磁元件的磁导率变化控制在10%~20%。●外加作用力所产生的磁弹性能Eσ与外磁场磁能E磁场及磁畴磁能E磁畴之和接近相等Eσ≈E外磁场+E磁畴如：测力范围（1~100）×104N的压磁式传感器激磁绕组为8匝左右测量（输出）绕组为10匝左右压磁元件工作的最佳条件●工作在磁化曲线（B-H曲线）的线性段这样可以获得较好的灵敏度和线性度下图是压磁式测力传感器结构的一个例子。它由压磁元件、弹性支架、传力钢球组成。为了在长期使用中保证力的作用点的位置不变，压力元件的位置和受力情况不变，采用了下列措施：支架上的传力钢球保证被测力垂直集中作用在传感器上，并且具有良好的重复性；压磁元件安装在弹簧钢做成的弹性支架内，支架的两道弹性梁使被测力垂直均匀地作用在压磁元件上，且支架对压磁元件有一定的预压力（一般为额定压力的5%-15%）；支架与压磁元件的结合面要求有高的平面度和吻合度。压磁式测力传感器压磁元件传力钢球钢性支