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电感式传感器及应用课件

汇报人：AA

2024-01-31

引言

电感式传感器工作原理

电感式传感器类型与特点

电感式传感器测量电路

电感式传感器应用实例

电感式传感器实验与操作

电感式传感器发展趋势与展望

目录

01

引言

传感器的定义

01

传感器是一种能将感受到的被测量信息转换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置。

传感器的作用

02

传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，其性能直接影响到整个系统的性能。

传感器的分类

03

根据传感器的工作原理、用途、输出信号类型等不同，传感器可分为多种类型，如电阻式、电容式、电感式、压电式、光电式等。

电感式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系数或互感系数的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出的装置。

电感式传感器的定义

电感式传感器具有结构简单、动态响应快、易实现非接触测量等优点，被广泛应用于位移、振动、转速等物理量的测量。

电感式传感器的特点

根据工作原理和结构不同，电感式传感器可分为自感式、互感式和涡流式三种类型。

电感式传感器的分类

本课程旨在使学生掌握电感式传感器的基本原理、结构特点、测量电路及应用方法，培养学生具备独立分析和解决电感式传感器相关问题的能力。

课程目的

学生应掌握电感式传感器的基本原理和测量方法，了解电感式传感器的结构特点和应用领域，能够根据实际需求选择合适的电感式传感器并进行测量实验。同时，学生还应具备良好的实验素养和团队合作精神，能够独立完成实验报告和课程设计等任务。

课程要求

02

电感式传感器工作原理

结构特点

自感式电感传感器结构简单，主要由线圈、铁芯和转换电路组成。线圈匝数多、体积小，适合测量微小的位移和振动。

工作原理

自感式电感传感器利用线圈自感量的变化来实现测量。当被测非电物理量变化时，引起线圈自感量的变化，通过转换电路转换为电信号输出。

应用领域

自感式电感传感器广泛应用于位移、振动、压力、流量等物理量的测量和控制系统中。

工作原理

互感式电感传感器利用两个线圈之间的互感变化来实现测量。当被测非电物理量变化时，使一个线圈的互感量发生变化，导致另一个线圈的感应电势发生变化，通过测量电路转换为电信号输出。

结构特点

互感式电感传感器由两个线圈和铁芯组成，线圈之间无直接电气联系，而是通过磁场耦合实现能量传递。这种结构具有灵敏度高、线性度好、抗干扰能力强等优点。

应用领域

互感式电感传感器适用于位移、转速、加速度等物理量的测量和控制系统中，尤其在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下具有广泛应用。

电涡流式电感传感器利用涡流效应进行非接触式测量。当被测金属导体在交变磁场中作切割磁感线运动时，会在导体表面产生涡流，涡流的大小与导体在磁场中的有效面积及导体在磁场中作垂直方向运动的速度成正比，通过测量涡流的变化即可得知被测非电物理量的变化。

电涡流式电感传感器由线圈、铁芯和前置器电路组成。线圈产生交变磁场，前置器电路将涡流信号转换为电信号输出。这种传感器具有灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点。

电涡流式电感传感器适用于位移、振动、转速、厚度等非电物理量的测量和控制系统中，尤其在自动化生产线、航空航天、汽车制造等领域具有广泛应用。

工作原理

结构特点

应用领域

03

电感式传感器类型与特点

基于电磁感应定律，将被测非电量转换为电感量变化。

工作原理

结构特点

应用领域

具有单线圈结构，通过改变线圈与铁芯之间的相对位置来改变电感量。

适用于位移、压力、振动等物理量的测量。

03

02

01

利用铁磁材料的非线性特性，将被测非电量转换为电感量的非线性变化。

工作原理

采用特殊形状的铁芯或线圈结构，以实现非线性输出。

结构特点

常用于测量转速、角度、位移等物理量，尤其适用于需要非线性补偿的场合。

应用领域

由两个结构相同、参数一致的线性电感传感器组成，通过测量两个电感量的差值来消除非目标参量的干扰。

工作原理

具有两个对称的线圈和铁芯，可抵消温度、压力等环境因素的影响。

结构特点

适用于高精度测量和控制领域，如数控机床、航空航天等。

应用领域

能够检测到微小的物理量变化，输出信号稳定可靠。

对电磁干扰、温度、湿度等环境因素具有较好的适应性。

能够分辨出被测物理量的微小变化，提高测量精度。

对被测物理量的变化能够迅速作出反应，适用于动态测量和控制。

高灵敏度

抗干扰能力强

分辨率高

响应速度快

04

电感式传感器测量电路

03

应用

适用于测量位移、压力、重量等非电量参数。

01

工作原理

利用四个桥臂的阻抗变化来测量电感量的变化，将电感量的变化转化为电压或电流信号输出。

02

特点

结构简单、灵敏度高、测量范围宽，但受电源频率和温度影响较大。

利用脉冲宽度调制技术，将电感量的