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第三章第4节 电感式传感器 中南大学交通运输学院 * 第三章第2节 电感式传感器 中南大学交通运输学院 电感式传感器 电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。 特点：输出功率大，灵敏度高，稳定性好。 分类: 电感式传感器 自感型 可变磁阻型 涡流式 互感型 自感型电感式传感器 电感式传感器由线圈1、铁芯2和衔铁3三部分组成, 在铁芯和衔铁之间留有空气隙δ。被测物与衔铁相连, 当被测物移动时通过衔铁引起空气隙变化, 改变磁路的磁阻, 使线圈电感量变化。 电感量的变化通过测量电路转换为电压、电流或频率的变化, 从而实现对被测物位移的检测。 可变磁阻式的典型结构 a)可变导磁面积型 b）差动型 c）单螺管线圈型 d）双螺管线圈差动 x x x 差动式自感型电感传感器 两只完全相同电感式传感器合用一个活动衔铁便构成了差动式电感传感器。 (b)为其电路接线图。 传感器的两只电感线圈接成交流电桥的相邻两臂, 另外两个桥臂由电阻组成。 双螺管线圈差动型传感器及测量电路 交流电桥 用于电感测微计上，测量范围为0～300μm,最小分辨力为0. 5μ 。 ~ L2 L1 U X 2 涡流式 原理:涡流效应. 原线圈的等效阻抗Z变化： Ф i Ф1 i1 变化δ，可作为位移、厚度、振幅、压力、转速测量； 变化ρ或μ，可作为导电率、导磁率、温度、硬度的测量及材质鉴别或探伤等 涡流式位移和振动测量仪、测厚仪、无损探伤仪。 优点：结构简单，使用方便，不受油污、介质影响。 应用：位移、力、振动测量，NDT，测厚,材质判别 案例： 连续油管的椭圆度测量 Coiled Tube Eddy Sensor Reference Circle 原理： 案例： 无损探伤 原理 裂纹检测，缺陷造成涡流变化。 火车轮检测 油管检测 案例： 测厚 案例： 零件计数 差动变压器式传感器 简称差动变压器。 它是一个有可动铁芯和两个次级线圈的变压器。 传感器的可动铁芯和待测物相连, 两个次级线圈接成差动形式, 可动铁芯的位移利用线圈的互感作用转换成感应电动势的变化, 从而得到待测位移。 W W1 W2 由一个原边线圈W和两个相互对称的次边侧线圈W1、 W2组成，且二次侧线圈结构参数完全相同，极性反接。 x 2 互感型--差动变压器 工作原理:互感现象. W W1 W2 Es x -x Ew Eout 测量电路 差动变压器的输出电压为交流电压，与铁心位移成正比，不能反映铁心移动的方向。交流电压存在一定的零点残余电压。因此，后接电路需要既反映铁心位移极性，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。 直流输出，由表头指示输入位移量的大小和方向。 应用: 厚度,角度,表面粗糙度;拉伸,压缩,垂直度; 压力,流量,液位;张力,重力,负荷量;扭矩, 应力,动力;气压,温度;振动,速度,加速度;等. 案例：板的厚度测量 ~ 案例：张力测量 第三章第4节 电感式传感器 中南大学交通运输学院 * 第三章第2节 电感式传感器 中南大学交通运输学院