电感式传感器【共161张课件】.pptxVIP

第4章

电感式传感器

;概述;概述;概述;概述;概述;电感式传感器;4.1自感式传感器;4.1自感式传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;差动式气隙型电感传感器;差动式电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;气隙型电感传感器;差动式气隙型电感传感器;差动式气隙型电感传感器;差动式气隙型电感传感器;差动式气隙型电感传感器;差动式气隙型电感传感器;螺管型电感传感器;螺管型电感传感器;螺管型电感传感器;螺管型电感传感器;螺管型电感传感器;螺管型电感传感器;螺管型电感传感器;螺管型电感传感器;螺管型电感传感器;电感线圈的等效电路;电感线圈的等效电路;电感线圈的等效电路;电感线圈的等效电路;电感线圈的等效电路;电感线圈的等效电路;测量电路-交流电桥;测量电路-交流电桥;测量电路-交流电桥;测量电路-交流电桥;测量电路-变压器电桥;测量电路-变压器电桥;测量电路-变压器电桥;测量电路-变压器电桥;互感式传感器---差动变压器;互感式传感器---差动变压器;;螺管型差动变压器根据初、次级排列不同有二节式、三节式、四节式和五节式等形式。;差动变压器结构形式;差动变压器的等效电路;;;;;互感式传感器---差动变压器;;;二、变换特征;二、变换特征;二、变换特征;二、变换特征;二、变换特征;二、变换特征;三、误差因素分析;三、误差因素分析;三、误差因素分析;1基波正交分量;三、误差因素分析;三、误差因素分析;1．从设计和工艺上保证结构对称性

为保证线圈和磁路的对称性，首先，要求提高加工精度，线圈选配成对，采用磁路可调节结构。其次，应选高磁导率、低矫顽力、低剩磁感应的导磁材料。并应经过热处理，消除残余应力，以提高磁性能的均匀性和稳定性。由高次谐波产生的因素可知，磁路工作点应选在磁化曲线的线性段。;采用相敏检波电路不仅可鉴别衔铁移动方向，而且把衔铁在中间位置时，因高次谐波引起的零点残余电压消除掉。如图，采用相敏检波后衔铁反行程时的特性曲线由1变到2，从而消除了零点残余电压。;3．采用补偿线路;(b);R2;四.测量电路;为了提高灵敏度与线性度可采用如下差动螺管式电感传感器结构：

变气隙式差动压力传感器

低频透射式电涡流传感器

上式说明螺管型电感传感器的电感量L的大小与铁芯的插入长度有关。

上式说明螺管型电感传感器的电感量L的大小与铁芯的插入长度有关。

经过相敏检波电路后，正位移输出正电压，负位移输出负电压。

上式为线圈可能的最大电感量。

线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距x的减小而增大。

由此可见，该电路能判别铁芯移动的方向。

零点残余电压产生原因

第4章

电感式传感器

把被测导体上形成的电涡流等效成一个短路环中的电流，短路环可以认为是一匝短路线圈，其电阻为R2、电感为L2。

铁芯位移x与输出电压e2之间是非线性关系。

(a)残余电压的波形

当铁芯的插入长度小于线圈长度时:;（一）差动整流电路;;;容易做到输出平衡，便于阻抗匹配。图中比较电压Ｕ２和Ｕ１同频，经过移相器使Ｕ２和Ｕ１保持同相或反相，且满足Ｕ２＞＞Ｕ１。;当衔铁在中间位置时，位移x（t）=0，传感器输出电压Ｕ１=0,只有Ｕ２起作用。;正半周时;负半周时;;;Ｕ２正半周Ｕ１负半周;同理:在Ｕ２负半周Ｕ１正半周时：;结论：

１．衔铁在中间位置时，无论参考电压是正半周还是负半周，在负载RL上的输出电压始终为0。

２．衔铁在零位以上移动时，无论参考电压是正半周还是负半周，在负载RL上得到的输出电压始终为正。

３．衔铁在零位以下移动时，无论参考电压是正半周还是负半周，在负载RL上得到的输出电压始终为负。

由此可见，该电路能判别铁芯移动的方向。;;相敏检波前后的输出特性曲线;测量振动、厚度、应变、压力、加速度等各种物理量。

加速度传感器

用于测定振动物体的频率和振幅时，其激磁频率必须是振动频率的十倍以上才能得到精确的测量结果。可测量的振幅为(0.1～5)mm，振动频率为(0～150)Hz。;五.应用;五.应用;五.应用;4.3电涡流式传感器;结构和基本原理;结构和基本原理;结构和基本原理;结构和基本原理;结构和基本原理;电涡流传感器的等效电路;(a)二节式(b)三节式(c)四节式(d)五节式

①结构简单、可靠，测量力小

互感式传感器---差动变压器

２．衔铁在零位以上移动时，无论参考电压是正半周还是负半周，在负载RL上得到的输出电压始终为正。

⑤要求线圈框架尺寸和形状必须稳定，否则影响其线性和稳定性。

第4章?电感式传感器

1、激励电