第03章感应传感器.ppt

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（自感或互感）的一种装置。 可用来测位移、压力、振动等多种非电量，既可用于静态测量，又可用于动态测量。;;;一、自感式传感器的工作原理;螺管式电感传感器建立在磁路磁阻随着衔铁插入深度 不同而变化的基础上。;;1. 变气隙式自感传感器 ;变间隙式电感传感器L-δ特性;第三章 电感式传感器; （1）当衔铁上移Δδ时, 传感器气隙减小Δδ, 即δ=δ0－Δδ, 则此时输出电感为L = L0+ΔL, ; （2）当衔铁下移Δδ时, 传感器气隙增大Δδ, 即δ=δ0＋Δδ, 则此时输出电感为L = L0－ΔL。; 差动变隙式电感传感器 ;第三章 电感式传感器;结论： ①差动式为简单式电感传感器灵敏度的2倍； ②非线性减小。简单式电感传感器非线性误差;2. 变面积式自感传感器 ;第三章 电感式传感器;3. 螺线管式自感传感器;第三章 电感式传感器;当铁芯右移后，使右边电感值增加，左边电感值减小 ;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;3、磁滞损耗电阻Rh;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;2、开磁路电感传感器特点 （螺线管中间插入可动铁心） （1）灵敏度比闭磁路电感传感器低，易受干扰。 （2）全量程范围较大，达200~300mm。 （3）线性差，低于1%，必须做成差动形式。;第三章 电感式传感器;(1) 变压器电路;传感器衔铁移动方向相反时 ;(2) 相敏检波电路;预郊署南压剿辉放百舞涅烈溯侩阀瘫荤钩掐坡隅培扬阅滥蛰雕听褥娶铃艰第03章感应传感器第03章感应传感器;（3）谐振式调幅电路;传感器自感变化将引起输出电压频率的变化。 ;传感器电感变化将引起输出电压相位变化 ;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;在调幅式电路中，当u0=0时，应有Z1=Z2=Z，而Z包含两部分R和L，只有两部分分别相等时（即R1=R2，L1=L2），才能保证u0=0。但在实际中很难达到，实际的u0—x曲线如图，?x=0时， u0=e0，称为零点残余电压。;减小的措施： 设计上：使上、下磁路对称，尽量减小铜损电阻Rc，增大铁心的涡流损Re及磁滞损Rh以提高线圈的品质因数； 制造上：使上、下磁性材料一致。零部件配套挑选，线圈排列均匀、一致。 调整方法：串（并）接电阻、并联电容方法。 电路上：利用相敏检波可以减小零残。;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;二、结论;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;旁向式差动电感式传感器;轴向式差动变压器式传感器;电子卡规、塞规;特点： 可单传感器测量，也可两个传感器进行和差演算测量 ;轮廓仪;第三章 电感式传感器; 典型电动轮廓仪组成框图;第三章 电感式传感器;下图所示为高频反射式涡流传感器工作原理。金属板置于一只线圈的附近，它们之间相互的间距为δ，当线圈输入一交变电流i时，便产生交变磁通量Φ,金属板在此交变磁场中会产生感应电流i1，这种电流在金属体内是闭合的，所以称之为涡电流或涡流。涡流的大小与金属板的电阻率ρ、磁导率μ、厚度h，金属板与线圈的距离δ，激励电流角频率ω等参数有关。若改变其中某二参数，而固定其他参数不变，就可根据涡流的变化测量该参数。; 低频透射式涡流传感器的工作原理如右图所示，发射线圈ω1和接收线圈ω2分别置于被测金属板材料G的上、下方。由于低频磁场集肤效应小，渗透深，当低频(音频范围)电压e1加到线圈ω1的两端后，所产生磁力线的一部分透过金属板材料G,使线圈ω2产生感应电动势e2。但由于涡流消耗部分磁场能量，使感应电动势e2减少，当金属板材料G越厚时，损耗的能量越大，输出电动势e2越小。因此，e2的大小与G的厚度及材料的性质有关，试验表明，e2随材料厚度h的增加按负指数规律减少,如图所示，因此，若金属板材料的性质一定，则利用e2的变化即可测量其厚度。;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;三、电涡流传感器的测量电路;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;第三章 电感式传感器;应用1： 连续油管的椭圆度测量;应用2： 无损探伤;应用3： 测厚