传感器原理及应用-第4章-4.1变磁阻式电感传感器.ppt

两类谐振式测量电路： 谐振式调幅电路；谐振式调频电路 七、自感式传感器的测量电路 §4.1 变磁阻式电感传感器 3、谐振式测量电路 七、自感式传感器的测量电路 §4.1 变磁阻式电感传感器 3、谐振式测量电路 七、自感式传感器的测量电路 §4.1 变磁阻式电感传感器 4、零点残余电压 七、自感式传感器的测量电路 §4.1 变磁阻式电感传感器 4、零点残余电压 （1）零点残余电压产生原因 零点残余电压主要由基波分量和高次谐波分量组成。 ① 两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称，在两电感线圈上的电压幅值和相位不同，从而形成零点残余电压的基波分量。 ② 传感器导磁材料磁化曲线的非线性（如铁磁饱和、磁滞损耗），使激励电流与磁通波形不一致，从而形成零点残余电压的高次谐波分量。 （2）零点残余电压的影响 ① 传感器输出特性在零点附近不灵敏，限制了分辨率的提高。 七、自感式传感器的测量电路 §4.1 变磁阻式电感传感器 4、零点残余电压 ② 在电路上进行补偿。 这是一种既简单又行之有效的方法。 （2）零点残余电压的影响 ② 零点残余电压太大，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。 （3）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，铁芯材料均匀；要经过热处理以除去机械应力和改善磁性；两线圈绕制要均匀，力求几何尺寸与电气特性保持一致。 一、变磁阻式传感器工作原理 二、变磁阻式传感器基本类型 三、变截面式自感传感器输出特性 四、变间隙式自感传感器输出特性 五、差动式自感传感器 六、自感式传感器的等效电路 七、自感式传感器的测量电路 §4.1 变磁阻式电感传感器 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * μ1——铁芯材料的导磁率；μ2——衔铁材料的导磁率；l1——磁通通过铁芯的长度；l2——磁通通过衔铁的长度； A1——铁芯的截面积；A2——衔铁的截面积；μ0——空气的导磁率；A——气隙的截面积；δ——气隙的厚度。 * * * * * * * * * 差动间隙式电感传感器由两个相同的电感线圈Ⅰ、Ⅱ和磁路组成, 测量时, 衔铁通过导杆与被测位移量相连, 当被测体上下移动时, 导杆带动衔铁也以相同的位移上下移动, 使两个磁回路中磁阻发生大小相等, 方向相反的变化, 导致一个线圈的电感量增加, 另一个线圈的电感量减小, 形成差动形式。 * * * * * * * * * * * * * 电磁感应 被测非电量 自感系数L 互感系数M 测量电路 U、I、f 第4章 电感式传感器 电感式传感器的定义 一种利用线圈自感和互感的变化实现非电量测量的装置。 电感式传感器的感测量 位移、振动、压力、应变、流量、比重等。 电感式传感器的种类 根据转换原理：自感式（変磁阻式）、互感式（差动变压器式）、电涡流式三种； 根据结构形式：气隙型、面积型和螺管型。 第4章 电感式传感器 电感式传感器的优点 ① 结构简单、可靠 ② 分辨率高 机械位移0.1μm，甚至更小；角位移0.1角秒。 输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm 。 ③ 重复性好，线性度优良 在几十μm到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度较好，且比较稳定。 ④ 能实现远距离传输、记录、显示和控制 电感式传感器的不足 不宜高频动态测量。 第4章 电感式传感器 4.1 变磁阻式电感传感器 4.2 差动变压器式电感传感器 4.3 电涡流式传感器 4.4 电感式传感器的应用 一、变磁阻式传感器工作原理 二、变磁阻式传感器基本类型 三、变截面式自感传感器输出特性 四、变间隙式自感传感器输出特性 五、差动式自感传感器 六、自感式传感器的等效电路 七、自感式传感器的测量电路 §4.1 变磁阻式电感传感器 变磁阻式传感器即自感式电感传感器：利用线圈自感量的变化来实现测量的。 传感器结构：线圈、铁芯和衔铁三部分组成。 一、变磁阻式传感器工作原理 §4.1 变磁阻式电感传感器 线圈中电感量： 线圈 铁芯 衔铁 工作原理：铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成，在铁芯和衔铁之间有气隙，气隙厚度为δ，传感器的运动部分与衔铁相连。当被测量变化时，使衔铁产生位移，引起磁路