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第四章 变磁阻式传感器 1、电感式传感器 2、变压器式传感器 3、电渦流式传感器 变磁阻式传感器的特点： 结构简单：工作中没有活动电接触点，因而，比电位器工作可靠，寿命长； 灵敏度高分辩力大：能测出0.01μm甚至更小的机械位移变化，能感受小至0.1”的微小角度变化。传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每一毫米可达数百毫伏，因此有利于信号的传输与放大； 重复性好线性度优良：在一定位移范围（最小几十微米，最大达数十甚至数百毫米）内，输出特性的线性度好，并且比较稳定，高精度的变磁阻式传感器，非线性误差仅0.1%。 缺点: 存在交流零位信号，不宜于高频动态测量。 第一节 电感式传感器 二、电感式传感器输出特性 第二节 差动变压器式传感器 差动变压器是把被测的非电量变化转换成线圈互感量的变化。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动的形式连接，故称之为差动变压器式传感器。 1、变隙式 2、变面积式 3、螺线管式 一、工作原理 二、基本特性 1、基本特性分析： （1）当活动衔铁处于中间位置时 M1= M2=M 则 U2=0　　　 （2）当活动衔铁向W2a方向移动时 M1= M+ΔM, M2= M-ΔM 故 （3）当活动衔铁向W2b方向移动时 M1= M-ΔM，M2= M+ΔM 故 2、零点残余电压及消除方法 零点残余电压的危害： （1）零点残余电压使传感器输出特性在零点附近的范围内不灵敏，限制着分辨力的提高。 （2）零点残余电压太大，将使线性度变坏，灵敏度下降，甚至会使放大器饱和，堵塞有用信号通过，致使仪器不再反映被测量的变化。 减小零点残余电压的措施： （1）在设计和工艺上，力求做到磁路对称，线圈对称。铁芯材料要均匀，要经过热处理去除机械应力和改善磁性。两个二次侧线圈窗口要一致，两线圈绕制要均匀一致。一次侧线圈绕制也要均匀。 （2）采用拆圈的实验方法来减小零点残余电压。其思路是，由于两个二次侧线圈的等效参数不相等，用拆圈的方法，使两者等效参数相等。 （3）在电路上进行补偿。线路补偿主要有：加串联电阻，加并联电容，加反馈电阻或反馈电容等。 三、测量转换电路 差动变压器输出的是交流电压，若用交流电压表测量，只能反映衔铁位移的大小，而不能反映移动方向。另外，其测量值中将包含零点残余电压。为了达到能辨别移动方向及消除零点残余电压的目的，实际测量时，常常采用差动整流电路和相敏检波电路。 （1）差动整流电路 （2）相敏检波电路 等效电路 二、传感器的结构 2、低频透射式涡流传感器 三、测量电路 第四节 变磁阻式传感器的应用 差动变压器微压力传感器结构图 2. 力和力矩的测量 3. 加速度测量 电涡流式位移传感器 差动变压器式移传感器 电感式滚柱直径分选装置 1—气缸 2—活塞 3—推杆 4—被测滚柱 5—落料管6—电感测微器 7—钨钢测头 8—限位挡板 9—电磁翻板 10—容器（料斗） 5. 振幅的测量 6．厚度测量 电涡流式厚度计测量冷轧板厚度 7．转速测量 8.涡流探伤 可以用来检查金属的表面裂纹、热处理裂纹以及用于焊接部位的探伤等。 综合参数(x, ρ, μ)的变化将引起传感器参数的变化，通过测量传感器参数的变化即可达到探伤的目的。 在探伤时导体与线圈之间是有着相对运动速度的，在测量线圈上就会产生调制频率信号 金属探测器 金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器，除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。 课间休息 1 －悬臂梁； 2 －差动变压器 (a) 汽轮机主轴的轴向位移测量示意图 (b) 磨床换向阀、先导阀的位移测量示意图 (c) 金属试件的热膨胀系数测量示意图 4. 位移的测量（1） 1－测端 2－防尘罩 3－轴套 4－圆片簧 5－测杆 6－磁筒 7－磁芯 8－线圈 9－弹簧 10－导线 4. 位移的测量（2） (a)汽轮机和空气压缩机常用的监控主轴的径向振动的示意图 (b)测量发动机涡轮叶片的振幅的示意图 (c) 通常使用数个传感器探头并排地安置在轴附近 电涡流式位移（振幅）传感器 f