传感器与检测技术06章电感

《传感器与检测技术06章电感》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器与检测技术06章电感（62页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第第6章章 电感式传感器电感式传感器6.1 自感式电感传感器6.2 互感式电感传感器6.3 电涡流式传感器6.4 电感式传感器的应用1.电感式传感器：将被测量转换成电感（或 互感）变化的传感器。特点：结构简单、工作可靠、灵敏度和分辨率高、重复性好、线性度优良。缺点：存在交流零位信号，不适于高频动态测量。分类：自感式、互感式、涡流式（按工作原理分）6.1 6.1 自感式电感传感器自感式电感传感器2.自感式传感器的工作原理 单磁路自感式传感器结构：衔铁、铁芯和线圈。根据磁路的基本知识，线圈电感值可以表示为：式中: W线圈的匝数； Rm磁路的总磁阻。mRWL2对于变间隙式电感传感器，如果忽略磁路铁损

2、，则磁路总磁阻为：AALRRRFFFFm02忽略铁芯和衔铁的磁阻，则： )(220220可变、AWAWLRWLARmm3.电感传感器的分类： 变气隙长度； 变气隙截面； 螺管式电感传感器。 前者用于测量线位移，后者用于测量角位移。 变气隙长度变气隙长度00200220022020000202022)(221 . 05 . 01 . 0;22LAWAWAWSAWLAWddLS；一般 变间隙型灵敏度较高，但非线性误差变间隙型灵敏度较高，但非线性误差较大，且制作装配比较困难。较大，且制作装配比较困难。常数）(202WdAdLS变气隙截面变气隙截面 变面积型灵敏度较前者小，但线性变面积型灵敏度较前者小

3、，但线性较好，量程较大，使用比较广泛。较好，量程较大，使用比较广泛。AWdWdLS0螺管式电感传感器螺管式电感传感器 螺管型灵敏度较低，但量程螺管型灵敏度较低，但量程大且结构简单易于制作和批量生大且结构简单易于制作和批量生产，是使用最广泛的一种电感式产，是使用最广泛的一种电感式传感器。传感器。4.4.差动电感传感器原理差动电感传感器原理差动式电感传感器的结构要求两个导磁体的几何尺寸及材料完全相同，两个线圈的电气参数和几何尺寸完全相同。.)()(1.)()(1.)()(11)1 (2)(2;230200003020000011302000000002002100020LLddLSLLLLLLAW

4、AWLAWL（按台劳级数展开）差动式自感传感器能提高灵敏度；改善非线性。差动式自感传感器能提高灵敏度；改善非线性。.)()(122.)()(12.)()(1.)()(11402000402000213020000202302000002LLddLSLLLLLLLLLLL1.交流电桥工作原理交流电桥是电感式传感器的主要测量电路，它的作用是将线圈电感的变化转换成电桥电路的电压或电流输出。42314231)(42)(314231ZZZZeZZeZZeZzzzzzjjj42316.1.3 6.1.3 测量电路测量电路 交流电桥多采用双臂工作形式。通常将传感器作为电桥的两个工作臂，电桥的平衡臂可以是纯电

5、阻，也可以是变压器的二次侧绕组或紧耦合电感线圈。021120201021211221222;22LLuuLLLLuLLLLLLLLLRLQUzzzzUUzzzUUUocaO2.交流电桥的调制及其解调2.交流电桥的调制及其解调（1）.调制与解调原理（1）.调制与解调原理解调过程：（2）.相敏检波电路输入信号输入信号U2:基准参考信号基准参考信号6.2 6.2 互感式电感传感器互感式电感传感器1.差动变压器的结构2.差动变压器的工作原理dtdiMeeeeo21为了减小零点残余电动势可采取以下方法：I.尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数与磁路的对称。磁性材料要经过处理，消除内部的残余应力，使其性

6、能均匀稳定。II.选用合适的测量电路，如采用相敏整流电路。既可判别衔铁移动方向双可改善输出特性，减小零点残余电动势。.采用补偿线路减小零点残余电动势。在差动变压器二次侧串、并联适当数值的电阻电容元件，当调整这些元件时，可使零点残余电动势减小。3.差动变压器位移计的测量电路： 差动相敏检波电路； 差动整流电路。4.电感式传感器的特点： 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，分辨率高，能测出0.01m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，电压灵敏度高，有利于信号的传输与放大。 重复性好，线性度优良，在一定的位移范围内，输