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1、2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器本章内容： 1.电感式传感器的基本概念、分类； 2.各类电感式传感器的工作原理及特性； 3.相应的测量电路； 4.应用。要求： 1.掌握电感式传感器的特点、分类； 2.掌握各类电感式传感器的基本工作原理； 3.了解各类电感式传感器的应用。第二章 电感式传感器2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器2.1电感式传感器一、归属于R、L、C传感技术一类。二、定义将被测量转换成电感或互感变化的传感器。（是一种结构型传感器。）三、特点结构简单可靠；灵敏度高；输出功率大（1vA5vA）；工作可靠；可在工业频率下稳定工作。但灵敏度、线性度和测量范围
2、相互制约。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器四、应用范围测量力、力矩、压力、位移、速度、振动等参数。即可用于动态测量，又可用于静态测量，但不适于快速动态测量。五、分类按其转换方式不同划分： 1、自感型电感式传感器；2、互感型电感式传感器。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器2.2自感型电感式传感器按工作原理不同可划分为两类：1、可变磁阻式传感器；2、涡流式传感器。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器一、可变磁阻式传感器1、结构由线圈、铁芯和衔铁等组成。为铁芯和衔铁之间的空气隙。衔铁与被测物连接。铁芯L线圈W衔铁d2 . 2 . 电电 感感 式式 传传
3、 感感 器器2、工作原理被测物移动，带动衔铁，铁芯与衔铁间空气隙变化，磁阻变化，线圈电感值发生变化。位移变化电感值变化铁芯L线圈W衔铁d2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器 3、转换原理线圈通过电流I ，产生磁通 。关系式：IWLf=式中， W线圈匝数；L自感。根据磁路欧姆定理有：mRF=fmIW=Fm2RWLm=其中，Fm 磁动势；Rm 磁路总磁阻。推导有：2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器若空气隙较小，不考虑磁路的铁损和铁心磁阻，总磁阻为：式中： 气隙长度，m；0空气磁导率，0=410-7 ，H/m；A0空气隙导磁截面积，。2RWLm=自感表达式：002 AR
4、mmd2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器自感L 与气隙d 的大小成反比，与空气隙导磁截面积 A0 成正比。改变其中任一量都可导致电感的变化。2RWLm=002 ARmmd由：推出：dm2002AWL=2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器4、分类根据改变量的不同划分为: 变气隙厚度d 传感器变气隙面积A0传感器1）变气隙厚度d 传感器a、L- d 特性A0固定不变，d 改变，与d 成非线性关系。02 00 02dmWAL =Ldo2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器b、原理如用稳定的交流电压作为传感器线圈的励磁电源，当物体带动衔铁与铁芯发生相对位移变化
5、时，线圈的电感量就发生相应变化，流过线圈的电流I和气隙d 有如下关系： 0m2Ud I=wA2WU为交流电压，w为交流电源角频率。在实际测量中，测得电流I，即可知道位移量的大小。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器c、变气隙厚度d 传感器的灵敏度S d=dd=LS02 00 2dmWA- 2灵敏度S与气隙厚度的平方成反比。 d 愈小，灵敏度越高。有非线性误差，规定在较小的间隙范围内工作。若/0 e2 ， e0 0 ；衔铁下移， e1 e2 ， e0 0 。xW2WW1 2、工作原理2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器3、注意事项1）差动变压器式传感器的输出是交流量的
6、电压，不反映移动方向；2）交流电压输出存在一定的零点残余电压。即衔铁处于中间时，输出不为零。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器四、测量电路1）差动整流电路对两次级的输出整流，将其差值作为输出。2）相敏检波电路书P77根据输出电压的大小确定x大小，根据输出电压的极性确定x的方向。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器五、差动变压器式传感器的应用常用于测量位移、压力、压差、液位等参数。线性测量范围为2mm 200mm间，测量精度为0.2%0.3%。如差动变压器式加速度传感器。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器悬臂梁差动变压器衔铁xBA差动变压器式加速度传感器。衔铁振动时，差动变压器的输出电压也按相同规律变化。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器结构型传感器：利用物理学中场的定律构成的，包括力场的运动定律、电磁场的电磁定律等，特点是传感器的性能与它的结构材料没有多大关系，如差动变压器。2 . 2 . 电电 感感 式式 传传 感感 器器磁阻：是表示物质对磁通量所呈现的阻力的一个物理量。磁路中气隙的磁阻比导体的磁阻大的多。
