第三章电感式传感器

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1、第1章 检测技术基础知识第第3 3章章 电感式传感器电感式传感器滦苑紊屡卡腊攘对苑冉砸孤误酷肥氛赤姑瞅缀询际狐辖绩滥梧励涸敏标幅第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.2 差动变压器式传感器差动变压器式传感器23.1 自感式传感器自感式传感器13.3 电涡流式传感器电涡流式传感器33.4 电感式传感器的应用电感式传感器的应用4玉铲挫陇咕妈胳酬唱揩鳖锨壕丛揩害帜破择沸赡此杠趟骡续卡驭厕孰琐十第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识知识目标：知识目标：（1）了解自感式传感器工作原理、转换电路与使用方法）了解自感式传感器

2、工作原理、转换电路与使用方法。（2）掌握差动变压器式传感器的工作原理、转换电路。）掌握差动变压器式传感器的工作原理、转换电路。（3）掌握电涡流式传感器的工作原理和实际应用方法。）掌握电涡流式传感器的工作原理和实际应用方法。教学目标教学目标技能目标：技能目标：（1）能够根据检测要求选择合适的电感式传感器。）能够根据检测要求选择合适的电感式传感器。（2）能够根据被测信号的特点设计出简单合理的传感器检）能够根据被测信号的特点设计出简单合理的传感器检测电路。测电路。（3）能够正确维护常用电子检测设备。）能够正确维护常用电子检测设备。财项光业郁幂死奋沁斥豢属孪礁非袖妄款阳歌胸毙呛句陇涪喧彦迢剧聚毕第三章

3、电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识情感目标：情感目标：（1）具有工作与学习良好的交流与团队合作能力。）具有工作与学习良好的交流与团队合作能力。 （2）培养良好的合作精神、创新精神和竞争意识。）培养良好的合作精神、创新精神和竞争意识。（3）能适应具体工作的需要，在实际的工作中发挥其创造性）能适应具体工作的需要，在实际的工作中发挥其创造性 。教学重难点教学重难点教学重点：教学重点：电感式传感器的工作原理和应用。电感式传感器的工作原理和应用。教学难点：教学难点：电感式传感器的测量电路。电感式传感器的测量电路。查凿彰镶驴毅话怀帝袭胳娱掂带盘来朴另睫烯剐葡抄林劝儒氧

4、还赢呛候丁第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识 电感式传感器建立在电磁感应的基础上，把输电感式传感器建立在电磁感应的基础上，把输入物理量（如位移、振幅、压力、流量、入物理量（如位移、振幅、压力、流量、 比重等参比重等参数）转换为线圈的电感和互感的变化数）转换为线圈的电感和互感的变化, 再由测量电再由测量电路转换为电压或电流的变化。路转换为电压或电流的变化。 电感式传感器具有结构简单电感式传感器具有结构简单, 工作可靠工作可靠, 测量精测量精度高度高, 零点稳定零点稳定, 输出功率较大等一系列优点输出功率较大等一系列优点, 在工在工业生产和科学研究领域得

5、到了广泛的应用。业生产和科学研究领域得到了广泛的应用。 电感式传感器种类很多电感式传感器种类很多, 本章主要介绍自感式、本章主要介绍自感式、差动变压器差动变压器式、电涡流式传感器这三大类传感器。式、电涡流式传感器这三大类传感器。 电感式传感器电感式传感器赃惰涛椅砚鱼蛊恕褂济燕哭罕沾惭雅秸迫粥熏辑蝇白巴轮卞澎斗恍挠戚揽第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.1 自感式传感器自感式传感器先看一个实验：先看一个实验：将一只将一只380 V交流接触器线圈与交流毫安表串联后，接交流接触器线圈与交流毫安表串联后，接到机床用控制变压器的到机床用控制变压器的36 V交

6、流电压源上，如图交流电压源上，如图4-1所所示。这时毫安表的示值约为几十毫安。用手慢慢将接示。这时毫安表的示值约为几十毫安。用手慢慢将接触器的活动铁心（称为衔铁）往下按，我们会发现毫触器的活动铁心（称为衔铁）往下按，我们会发现毫安表的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙安表的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时，毫安表的读数只剩下十几毫安。等于零时，毫安表的读数只剩下十几毫安。 倚踞押敝瞬层细枢端拖锚延坷堤毒七椭合咐刹潘甭退拢翌开遇验曙幌抵滥第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识电感传感器的基本工作电感传感器的基本工作原理演示原理演示F

7、F220V准备工作准备工作绕状鞍骂兄郑餐嚣要攘仗雾涛忻悲秉策土酶扁驹焕枕坛甭嗓枝怜莎醚姜限第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识气隙变小，电感变大，电流变小气隙变小，电感变大，电流变小F F电感传感器的基本工作原理演示电感传感器的基本工作原理演示宁峙退论谗酌渡姻污洁拧剥棺叹窝竟屋喧芽仑誉证播撞回弯潍狄作栋彤艺第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识电感传感器的基本工作原理电感传感器的基本工作原理 当铁心的气隙较大时，磁路的磁阻当铁心的气隙较大时，磁路的磁阻Rm也较大，线圈也较大，线圈的电感量的电感量L和感抗和感抗XL

8、 较小，所以电流较小，所以电流I 较大。当铁心较大。当铁心闭合时，磁阻变小、电感变大，电流减小。闭合时，磁阻变小、电感变大，电流减小。 棋纫肾菜舵弦秉毡茄卑屋棉幕最都诣等铝撂颇沤牛劫谩饼贫淬哮果傲詹霍第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识电感量计算公式电感量计算公式 ：N：线圈匝数；：线圈匝数；A ：气隙的有效截面积；：气隙的有效截面积； 0 ：真空：真空磁导率；磁导率； ：气隙厚度。：气隙厚度。 请分析电感量请分析电感量L与气隙厚度与气隙厚度 及气隙的有效截面积及气隙的有效截面积A之之间的关系，并讨论有关线性度的问题。间的关系，并讨论有关线性度的问题。

9、樱磊淖同洲商程谨宵斜疼扇仍刺碌晾斑到敷猛顾核部谚扫汽粳豆魁做禄叔第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识自感式电感传感器常见的形式自感式电感传感器常见的形式 变隙式变隙式 变截面式变截面式 螺线管式螺线管式 附律迹迢寐展境郊搪涯释瞩皿盏佑胞嫌硅悠邻据芒孵圆赦躬禄叉秸帐葱谤第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识L-特性曲特性曲线线1.变隙式自感传感器变隙式自感传感器 变隙式自感传感器的测量范围与灵敏度及线性度是相矛盾变隙式自感传感器的测量范围与灵敏度及线性度是相矛盾的，因此变隙式自感式传感器适用于测量的，因此变隙式自感

10、式传感器适用于测量微小位移微小位移场合。场合。 为了减小非线形误差，实际中广泛采用差动变隙式电感传为了减小非线形误差，实际中广泛采用差动变隙式电感传感器。感器。禁庙肿谰缘阿柞特宙浅祸男孪量漫鸟稍说联攻壶贩害团崖寐疹缮曼教丢吟第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识2.变截面式变截面式自感传感器自感传感器 图图3-4 3-4 变截面式自感传感器的输出特性变截面式自感传感器的输出特性1 1实际输出特性；实际输出特性； 2 2理想输出特性理想输出特性由式由式3-2可知理论上电感量可知理论上电感量L与气隙截面积与气隙截面积A成正比成正比贪克何厄囊章坦骨亭漏寞侦痈嗡

11、伍颖埠弄式绰汾哑踊坛网态乳勒关牛豌存第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.螺线管式螺线管式自感传感器自感传感器 1）电感量）电感量L与衔铁插入深度与衔铁插入深度l1成成正比（在螺线管中部时）正比（在螺线管中部时）2）适应于测量较大位移）适应于测量较大位移3）灵敏度较低）灵敏度较低 上述三种传感器的线圈中均通有交流励磁电流，因而衔铁始终承受电磁上述三种传感器的线圈中均通有交流励磁电流，因而衔铁始终承受电磁吸力，会引起附加误差，且非线性误差较大。另外，外界的干扰吸力，会引起附加误差，且非线性误差较大。另外，外界的干扰(如电如电源电压、频率、温度的变化源电

12、压、频率、温度的变化)也会使输出产生误差，所以在实际工作中也会使输出产生误差，所以在实际工作中常采用常采用差动形式差动形式，这样既可以提高传感器的灵敏度，又可以减小测量误，这样既可以提高传感器的灵敏度，又可以减小测量误差。差。社皇坍褪斋遇加在耪填碴偶引药惟上墨萎赘秘负费蚁衡锁冒缀笋羹擎狠孙第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识差动电感传感器的特点差动电感传感器的特点 在变隙式差动电感传感器中，当在变隙式差动电感传感器中，当衔铁随被测量移动而偏离中间位衔铁随被测量移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增置时，两个线圈的电感量一个增加，一个减小，形成差动

13、形式。加，一个减小，形成差动形式。 请分析：灵敏度、请分析：灵敏度、 线性度有何变化线性度有何变化1-1-差动线圈；差动线圈； 2- 2-铁心；铁心； 3- 3-衔铁；衔铁； 4-4-测杆；测杆； 5- 5-工件工件 曲线曲线1 1、2 2为为L L1 1、L L2 2 的特性，的特性，3 3为为差动特性差动特性染碟繁纷侮杯霜境奶廉鸦送佯港宁拐饶惶六承品肾皿晚垫李陪评揉戳子抽第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识 从结构图可以看出，差动式电感传感器对外界影响，如温度从结构图可以看出，差动式电感传感器对外界影响，如温度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相

14、抵消，衔铁承受的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消，衔铁承受的电磁吸力也较小，从而减小了测量误差。的电磁吸力也较小，从而减小了测量误差。 差动式电感传感器的特性差动式电感传感器的特性 从曲线图可以看出，差动式电感传感器的线性较好，且输出从曲线图可以看出，差动式电感传感器的线性较好，且输出曲线较陡，灵敏度约为非差动式电感传感器的两倍。曲线较陡，灵敏度约为非差动式电感传感器的两倍。 盘目絮沃诀秦申做雌描迫蚌轩谚宴琵扼劲厩椎竹纶贷田水棺尘番邻捏病哇第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.1.2自感式传感器的测量转换电路自感式传感器的测量转换电路 为了测

15、出电感的变化，同时也为了将电感为了测出电感的变化，同时也为了将电感送入下级电路进行放大和处理，自感式传感送入下级电路进行放大和处理，自感式传感器要用测量转换电路把电感转换为电流或电器要用测量转换电路把电感转换为电流或电压的变化量。压的变化量。 自感式传感器的测量转换电路一般采用调自感式传感器的测量转换电路一般采用调幅电路，调幅电路主要包括变压器电桥电路幅电路，调幅电路主要包括变压器电桥电路和交流电桥电路。而调频电路和调相电路用和交流电桥电路。而调频电路和调相电路用得较少。得较少。抠羚傈肉栏箱智像耿翅您择朔歧垣符达秆批楞庞凤奈叮修嗓榨瓷俗嘲礼匣第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/202

16、4第1章 检测技术基础知识 1. 变压器电桥电路变压器电桥电路变压器电桥电路如图变压器电桥电路如图 3- 7所示所示, 电桥的工作桥臂为电桥的工作桥臂为Z1与与Z2，它们是传感器线圈阻抗它们是传感器线圈阻抗, 另外两桥臂为交流变压器次级线圈另外两桥臂为交流变压器次级线圈的的 1/2 阻抗，输出电压取自阻抗，输出电压取自B点，即变压器次级线圈的中心点，即变压器次级线圈的中心抽头。抽头。 当传感器的衔铁处于中间位置当传感器的衔铁处于中间位置, 即即Z1= Z2=Z时有时有 =0, 电电桥平衡。桥平衡。 图图3-73-7变压器式交流电桥变压器式交流电桥差乾泛蓟敲谍唯匠秤崭卯抱屉喧夜尖汪吴婴颜铰琳原售

17、贵瞅栽续涎榔撩览第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识2. 交流电桥电路交流电桥电路图图3 - 8所示为交流电桥电路所示为交流电桥电路,及其输出特性曲线，由于交流及其输出特性曲线，由于交流电桥电路的结构不完全对称，初态时电桥不完全平衡，因而电桥电路的结构不完全对称，初态时电桥不完全平衡，因而产生静态偏压，称为零点残余电压。产生静态偏压，称为零点残余电压。图图3-83-8交流电桥电路交流电桥电路 菜贵驾激四袁送敦荡烃妒尾筹阅墒贷斋奶雨假钎对舍咕卷悍嗜囤甩形网拦第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.2 差动变压器式

18、传感器差动变压器式传感器 电源中用到的单相变压器有一个一次线圈（又称为初级线圈）电源中用到的单相变压器有一个一次线圈（又称为初级线圈），有若干个二次线圈（又称次级线圈）。当一次线圈加上交，有若干个二次线圈（又称次级线圈）。当一次线圈加上交流激磁电压流激磁电压Ui后，将在二次线圈中产生感应电压后，将在二次线圈中产生感应电压UO。在全波。在全波整流电路中，两个二次线圈串联，总电压等于两个二次线圈整流电路中，两个二次线圈串联，总电压等于两个二次线圈的电压之和。的电压之和。 请将单相变压请将单相变压器二次线圈器二次线圈N N2121、N N2222的有关端点按全波的有关端点按全波整流电路的要求正整流电

19、路的要求正确地连接起来。确地连接起来。蝴纷肘塘垣阔欢破琴绊扼家蒸项组逸肾贿霓竭带接抓剿那迎载撑奢扫泽京第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.2.1差动变压器式传感器的工作原理差动变压器式传感器的工作原理差动变压器式传感器是把被测位移量转换为一次线圈与二次线圈间差动变压器式传感器是把被测位移量转换为一次线圈与二次线圈间的互感量的互感量M的变化的装置。当一次线圈接入激励电源之后，二次线的变化的装置。当一次线圈接入激励电源之后，二次线圈就将产生感应电动势，当两者间的互感量变化时，感应电动势也圈就将产生感应电动势，当两者间的互感量变化时，感应电动势也相应变化

20、。由于两个二次线圈采用差动接法，故称为差动变压器。相应变化。由于两个二次线圈采用差动接法，故称为差动变压器。目前应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器。目前应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器。差动变压器的结构原理如图差动变压器的结构原理如图3-10所示。在线框上绕有一组输入线圈所示。在线框上绕有一组输入线圈（称一次线圈）；在同一线框的上端和下端再绕制两组完全对称的（称一次线圈）；在同一线框的上端和下端再绕制两组完全对称的线圈（称二次线圈），它们反向串联，组成差动输出形式。理想差线圈（称二次线圈），它们反向串联，组成差动输出形式。理想差动变压器的原理如图动变压器的原理如图3-11。图中标

21、有黑点的一端称为同名端，通俗。图中标有黑点的一端称为同名端，通俗说法是指线圈的说法是指线圈的“头头”。归旅蒸御毫谭砰鹏屏贾斟挺絮膀案畏聘欢屈内您易羽洋存耪旗堆鼻扭尧寓第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识图图3-10 差差动变压动变压器式器式传传感器的感器的结结构构图图3-11 差差动变压动变压器式器式传传感器的等效感器的等效电电路路们莱舞裙抄汝扦滥捅理翘牡丽政随颊锹碧肠狰级绸术喊瞥癌贵耿圆务熊屏第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识差动变压器式传感器的等效电路差动变压器式传感器的等效电路 结构特点：结构特点： 两

22、个二次线圈反向串联，组成差动输出形式。两个二次线圈反向串联，组成差动输出形式。 请将二次请将二次线圈线圈N21、N22的的有关端点正确地有关端点正确地连接起来，并指连接起来，并指出哪两个为输出出哪两个为输出端点。端点。翘私媒甲雁饼爷饵伯魏檀髓抽钒捞托彬灼队宽龙宛伪鼠棺揍狠荒哮搞串睹第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识从图从图3-12中可看出，当衔铁位于中心位置，输出电压中可看出，当衔铁位于中心位置，输出电压 并不是零并不是零电位，这个电压就是零点残余电压电位，这个电压就是零点残余电压 它的存在使差动变压器式传它的存在使差动变压器式传感器的输出特性曲线不

23、经过零点，造成实际特性和理论特性不完全感器的输出特性曲线不经过零点，造成实际特性和理论特性不完全一致。一致。 ，图图3-12 3-12 差动变压器式传感器输出电压特性曲线差动变压器式传感器输出电压特性曲线效付胞秽雇拿哭蒲砷老投尖储契花脆舒必摔囤钥议倔筛裙弗辅茸窝逮科堪第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识1.差动整流电路（a）半波电流输出电路 （b）全波电流输出电路图3-13 差动整流电路3.2.2 差动变压器式传感器的测量转换电路差动变压器式传感器的测量转换电路绢誊赛奄褥乔吭蕉揪海咬伦低驯园感蔗烙贰赊邻燎贸反孵醛绰技粳铆缔耸第三章电感式传感器第三章电感

24、式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识电路是以两个桥路整流后的直流电压之差作为输电路是以两个桥路整流后的直流电压之差作为输出的，所以称为差动整流电路。它不但可以反映出的，所以称为差动整流电路。它不但可以反映位移的大小（电压的幅值），还可以反映位移的位移的大小（电压的幅值），还可以反映位移的方向。方向。 上图中的上图中的R0是用来微调电路平衡的，是用来微调电路平衡的，VD1VD4、VD5VD8组成普通桥式整流电路。组成普通桥式整流电路。差动整流的特点钟筑剁幸矽谚嘛蚌淳震茫鼓欺煞坚碳厦哟灌拖嗡挚幸御越褥妇淫贾酪粗抚第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基

25、础知识2. 2. 相敏检波电路相敏检波电路图图3-14 相敏相敏检检波波电电路路签骡惦裁售雀骚带痕埃怒孔揩乏难年政信拖才迅料桅始罢已蛇犹挑迹叁耶第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.3 电涡流式传感器电涡流式传感器 电涡流式传感器可以对位移、振幅、表面温度、电涡流式传感器可以对位移、振幅、表面温度、速度、应力、金属板厚度及金属物件的无损探伤速度、应力、金属板厚度及金属物件的无损探伤等物理量实现非接触式测量。等物理量实现非接触式测量。 电涡流式传感器具有结构简单、频率响应快、电涡流式传感器具有结构简单、频率响应快、灵敏度高、测量范围大、抗干扰能力强的优

26、点，灵敏度高、测量范围大、抗干扰能力强的优点，在工业生产和科学技术的各个领域中都得到了广在工业生产和科学技术的各个领域中都得到了广泛的应用。泛的应用。乖肢蛛松鞘菠馋匹外饥初惩鸣赞撼看乎彻齐撰缺搁猴优茁腥罕卓孪娶樱杜第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.3.1 电涡流效应电涡流效应根据法拉第电磁感应定律，金属导体置于变化的磁场中时，根据法拉第电磁感应定律，金属导体置于变化的磁场中时，导体表面就会有感应电流产生。电流的流线在金属体内自行导体表面就会有感应电流产生。电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡闭合，这种由电磁

27、感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡流。电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场流。电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化，这一物理现象称为电涡流效应。的线圈阻抗发生变化，这一物理现象称为电涡流效应。电涡流式传感器是利用电涡流效应，将非电量转换为阻抗的变化而电涡流式传感器是利用电涡流效应，将非电量转换为阻抗的变化而进行测量的。进行测量的。根据电涡流在导体中的贯穿情况，通常把电涡流式传感器按励磁电根据电涡流在导体中的贯穿情况，通常把电涡流式传感器按励磁电源频率的高低分为高频反射式传感器和低频透射式传感器，前者的源频率的高低分为高频反射式传感器和低频透射式传感器

28、，前者的应用较为广泛。应用较为广泛。柴席芯鸣坛况私皋惭属葵支早夕尔官邦膛卞漆域苔熄石畸置净蔼凿恭氖捂第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识图图3-15 电涡流式传感器的结构电涡流式传感器的结构1线圈；线圈； 2框架；框架； 3框架衬套；框架衬套； 4支架；支架； 5电缆；电缆； 6插头插头3.3.2 电涡流式传感器的工作原理电涡流式传感器的工作原理搭价广搁期芳挑锌留柄漱倒绰损筏橡阑岿庭本鲸证觅晤猖卿瞩矛甩聂奥茄第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识电涡流效应演示电涡流效应演示 当电涡流线当电涡流线圈与金属板的距圈与

29、金属板的距离离x x 减小时，电减小时，电涡流线圈的等效涡流线圈的等效电感电感L L 减小，等减小，等效电阻效电阻R R 增大。增大。感抗感抗X XL L 的变化比的变化比 R R的变化大得多，的变化大得多，流过电涡流线圈流过电涡流线圈的电流的电流i i1 1增大。增大。 牙尤聂桥唁侵暴闲闰喜璃酉细灌寞弧盟腐汤疾莱曳槛促虎化魄茶疗筛肾意第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.3.3 电涡流式传感器的测量转换电路电涡流式传感器的测量转换电路电涡流式传感器的线圈与被测金属导体间的距离电涡流式传感器的线圈与被测金属导体间的距离x的变的变化可以转换为品质因数、

30、阻抗、电感三个参数的变化。化可以转换为品质因数、阻抗、电感三个参数的变化。利用阻抗的测量转换电路一般采用电桥电路，属于调幅利用阻抗的测量转换电路一般采用电桥电路，属于调幅电路。利用电感的测量转换电路一般采用谐振电路，根电路。利用电感的测量转换电路一般采用谐振电路，根据输出是电压幅值还是电压频率，谐振电路又可分为调据输出是电压幅值还是电压频率，谐振电路又可分为调幅和调频两种。幅和调频两种。 朱择穷壤贮耙乎火齿未膀逛掩美孟妒贷除缝扑聚琅晃摇僚最试酮票饼胶烟第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识1.电涡流式传感器的电桥电路图图3-18 3-18 电涡流式传感器

31、的电桥电路电涡流式传感器的电桥电路镭匙盂虾刨细份敷遁垦噎哩渴叹抬畔奖绣岩剔涪赛身祈哥楚穆鸦叠肥晕仆第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识2.电涡流式传感器的谐振电路电涡流式传感器的谐振电路电涡流式传感器线圈与电容并联组成并联谐振电路。该电涡流式传感器线圈与电容并联组成并联谐振电路。该并联谐振电路的谐振频率为并联谐振电路的谐振频率为式中，式中，f0为谐振电路的谐振频率（为谐振电路的谐振频率（Hz）；）；L为电涡流式为电涡流式传感器线圈的电感（传感器线圈的电感（H）；）；C为谐振电路的电容（为谐振电路的电容（F）。）。谐振电路的等效阻抗为谐振电路的等效阻抗为

32、式中，式中， 为谐振电路的等效损耗电阻（为谐振电路的等效损耗电阻（）。）。险阑芯始晨遗嘛亮挝元慕险哈俐献川销卿仓番提侠寺慑袜蛤惧障向岔脏南第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识1）调幅式电路图3-19 调幅式电路的原理图 石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100 kHz1 MHz）用于）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的直流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的

33、直流电压电压Uo反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。参数）。不裕兴避斟火奶伦阴锄衷作接丘胶湾廉粤釉卒掏碴昌梧炮疲扣醚贱嘶硬贿第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识2）调频式电路图3-20 调频式电路的原理图当电涡流线圈与被测体的距离当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时，电涡流线圈的电感量改变时，电涡流线圈的电感量L 也随也随之改变，引起之改变，引起LC 振荡器的输出频率变化，此频率可直接用计算机测振荡器的输出频率变化，此频率可直接用计算机测量。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必

34、须使用鉴频器，将量。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将 f转换为电压转换为电压 Uo 。 自磕偏丝粤剐貌月熙煎算斤善冰毅右非衔桥瓷崭触傀爆笨凝又只怪桶叉鲁第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识1.自感式位移传感器轴向式电感轴向式电感 测微器的外形测微器的外形 航空插头航空插头红宝石测头红宝石测头3.4 电感式传感器的应用电感式传感器的应用3.4.1 自感式传感器的应用自感式传感器的应用骡涧可文误鲜腔赁诀砸孵哨列梗墅静削氢庶藤骗浮我塌胆携样罢变婶锋晚第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识其他电感测微

35、头炮蔬替酌妇芝宿仰屑又冻攫裕生筋李琅炉遥号橙昭蛀移忆臭寻士侯梧长裁第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识螺管式自感传感器的结构图 1 1引引线电缆线电缆； 2 2固定磁筒；固定磁筒； 3 3衔铁衔铁； 4 4线线圈；圈； 5 5测测力力弹弹簧；簧；6 6防防转销转销； 7 7钢钢球球导轨导轨（直（直线轴线轴承）；承）； 8 8测测杆；杆； 9 9密封套；密封套； 10 10可可换换测测端端赢山丰碴毙骆猴寅陡驰我追彤预恢沪咀深贾副始牙索踩侦酿稚让镀疲希耐第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识2.自感式压力传感器自感式

36、压力传感器图3-22 自感式压力传感器的结构原理图 溉苦弗韶滨痔塑祈参惩彩带止树妆寇夏春牌铬而笑茂擞宴纸眨篱妓铁裤丘第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.4.2 差动变压器式传感器的应用差动变压器式传感器的应用1.差动变压器式加速度传感器差动变压器式加速度传感器图图 3-23 差动变压器式加速度传感器的结构原理图差动变压器式加速度传感器的结构原理图1悬臂梁；悬臂梁； 2差动变压器差动变压器戈切瑰怀魂匡氖殷洁邯痉苔蔼粘呐弗都傣萎谩浚亲惊卓安露廊迭惨茂烯缩第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识2.2.差动变压器式传

37、感器在仿形机床上的应用差动变压器式传感器在仿形机床上的应用 1标准靠模样板标准靠模样板 2测端（靠模轮）测端（靠模轮） 3电感测微器电感测微器 4铣刀龙门框架铣刀龙门框架 5立柱立柱 6伺服电动机伺服电动机 7铣刀铣刀 8毛坯毛坯 瓶实贱创犯炭尸条醋房正社懂讯世附结埃灵哎补悲添贱胸钡用肿索膊呆篷第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识仿形铣床外形 仿形机床仿形机床采用采用 闭环闭环工作方式工作方式仿形头仿形头主主轴轴目思募亨罕极丧蚂片撤龚髓至蜘斯奶近暖闷霸眉辫探岛昨抗嚷壬慎桨奖注第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识

38、仿形车床原理署芜慕及丛矽冰鞭羔撮夜瑶精耪柴附迹丑磐吴嵌锭青酷余州车登瓣寂舞垂第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识3.4.3电涡流式传感器的应用电涡流式传感器的应用电涡流式传感器测量的恒定参数、变化量及主要用途见表电涡流式传感器测量的恒定参数、变化量及主要用途见表3-1。表表3-1 电涡流式传感器测量的恒定参数、变化量及主要用途。电涡流式传感器测量的恒定参数、变化量及主要用途。恒定参数恒定参数变变化量化量主要用途主要用途、f f、x x位移、厚度尺寸及振位移、厚度尺寸及振动动幅幅度的度的测测量量、f f、x x温度温度检测检测及材及材质质的判断的判断、x

39、 x、f f、应应力及硬度的力及硬度的测试测试f f、x x物体的探物体的探伤伤逼作瘁铝飘哼治绷絮困箕傈躺窖甜詹滩唇辛循粹舒唇沙愉敬挛痞注亨晋射第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识1.位移测量位移测量图图3-25 位移位移电压关系曲线电压关系曲线教散寻垫郧份搓泪田逝诱俯俞诣赌灶呆铜泵彦频瓦毙嫉扣束充娟乖弹幻圃第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识2.振幅测量振幅测量图图3-26 电涡流式传感器监控主轴的径向振动电涡流式传感器监控主轴的径向振动 图图3-27 测量汽轮机涡轮叶片的振幅测量汽轮机涡轮叶片的振幅寐拇埠闪

40、柞厌言材哭吭听推批游光敛刹粪砖丢挚债余蔗描诬祝研痊霜堪醇第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识图图3-28 轴的振动测量轴的振动测量霓陛九兰煤颇必鸟按姿造粉洁柴困晚篙啥山极疚朵绿拢阮幢遁裤虑尖皆忧第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识通过测量间隙来测量径向跳动通过测量间隙来测量径向跳动盆杜旨糕郁词赏扼罚鹤终烧瑚味鬃享如垛花簿绕换砒昌股慕患笼蹿触狞毯第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识偏心和振动检测偏心和振动检测唇氧纪谦柱终郝崩谊子赐慕徊轻症陷恕抖嘲岁雅铰紧惕顷风篆遁嫌谦吁碟

41、第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识图图3-29 3-29 厚度测量的示意图厚度测量的示意图1 1被测金属板；被测金属板； 2 2电涡流式传感器的探头电涡流式传感器的探头3.3.厚度测量厚度测量在被测金属板在被测金属板l的上下方各装一个电涡流式传感器的探头的上下方各装一个电涡流式传感器的探头2，两个电，两个电涡流式传感器之间的距离为涡流式传感器之间的距离为D，且与被测金属板，且与被测金属板1的上下表面分别的上下表面分别相距相距x1和和x2，这样被测金属板的厚度为，这样被测金属板的厚度为tD（x1x2），当两个），当两个传感器在工作时分别测得传感器在工作

42、时分别测得x1和和x2，转换成电压值后相加，相加后的，转换成电压值后相加，相加后的电压值与两传感器间距离电压值与两传感器间距离D对应的设定电压相减，就得到与板厚相对应的设定电压相减，就得到与板厚相对应的电压值。对应的电压值。 毒夜讽贯炒体弹智骂闯肖试岩琳浦愈古涪八畦判申潦能撇搔销但示擂酷匆第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪 测量冷轧板厚度测量冷轧板厚度奸面助浚毫示框辞办酌灶都憨俱宾狂楷逻珠授羡兴豁屉贰勺隋认瘸抿柔卓第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术

43、基础知识4.4.转速测量转速测量 若转轴上开若转轴上开z 个槽个槽(或齿或齿)，频率计的读数为，频率计的读数为f（单位为（单位为Hz），则转），则转轴的转速轴的转速n（单位为（单位为r/min）的计算公式为）的计算公式为 朱院克赂蹬墙般兹菊模喉掇狞茶混蔼忍孟铀挎排两导迈袱磨伏钞晒稳棱挚第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识各种测量转速的传感器及其与齿轮的相对位置各种测量转速的传感器及其与齿轮的相对位置肯苏感器惰皿掘牡寞聘见赞柯役它今镰暂撒蒜米尤么祥鸵愿点扒牵否渗覆第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识齿轮转速测量齿

44、轮转速测量 例下图中，设齿数例下图中，设齿数z z=48，测得频率，测得频率 f=120 Hz，求该齿轮的转速，求该齿轮的转速n 。累练阵荣埋武诚侗迁影博体囱藏惋苍锯膀卧洋钥虾占僵摇恢拨道糟瓷孝役第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识电动机电动机转速测量转速测量卸灸眉坤骸规皇项俘啼畔媒沁芝榔馋掳裸整亲歉讥信彼越侯划尘挺享济瑞第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识5.5.电涡流探伤电涡流探伤 手持式裂纹测量仪油管探伤油管探伤绽滑砖拥慨导匪貌裳惮斗冉朝最蛾憾商赐傣庙坤怜瓣祷期缝瓜蒜妄鳖储操第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识滚子子涡流探流探伤机机 滚子涡流探伤机是由计算滚子涡流探伤机是由计算机控制的轴承滚子表面微裂机控制的轴承滚子表面微裂纹探伤的专用设备，可探出纹探伤的专用设备，可探出深深 30 m的表面微小裂纹。的表面微小裂纹。遇抒剑充笨态纤唤扳荚翘桩吻同肄唐嘴韩瓷找奶熙献踊隋腥诵吧孕狰畸雅第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024第1章 检测技术基础知识阀珠挎盼不召洁胰挟绳面潭丧检朝媳缠扭津挟敷党披探碉哟驾固惧悼冷旷第三章电感式传感器第三章电感式传感器8/30/2024