第六章磁電式傳感器PPT課件

1、第六章電感式傳感器概述電感式傳感器的定義A利用電磁感應(yīng)原理將被測非電量轉(zhuǎn)換成線圈自感系數(shù)Z或互感系數(shù)M的變化，再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，這種裝置稱為電感式傳感器。被測非電量電磁自感系數(shù)L測量U、I、f感應(yīng)互感系數(shù)M電路1自感式傳感器自感式傳感器的結(jié)構(gòu) 自感式傳感器由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯與銜鐵由硅鋼片或坡莫合金等導(dǎo)磁材料制成。動鐵芯定鐵芯鐵芯與銜鐵間的氣隙厚度自感式傳感器結(jié)構(gòu)圖3鐵心銜鐵變氣隙式自感傳感器結(jié)構(gòu)由于乙？耳尸"弋 可得：L = R,n磁路的總磁阻可表示為：近似計(jì)算出線圈的電感量為:L _ N2Sjliq26當(dāng)線圈匝數(shù)N為常數(shù)時，電感L僅僅是磁路

2、中磁阻的函數(shù)，只要改變5或S均可導(dǎo)致電感歿 化。因此變磁阻式傳感器又可分為變氣隙b厚 度的傳感器和變氣隙面積S的傳感器。A當(dāng)鐵芯的結(jié)構(gòu)和材料確定后，自感L是氣隙厚度諭氣隙磁通截面積S的函數(shù)，即厶護(hù)和。A如果S保持不變，貝!|L為3的單值函數(shù)，可 構(gòu)成變氣隙型自感傳感器；如果保持產(chǎn)不 變，使S隨位移而變，則可構(gòu)成變截面型自 感傳感器；如果在線圈中放入圓柱形銜鐵， 當(dāng)銜鐵上下移動時，自感量將相應(yīng)變化，就 構(gòu)成了螺線管型自感傳感器。變面積式自感傳感器:L_Ng28變面積式自感傳感器結(jié)構(gòu)7#靈敏度為:k = dL=dS 23由于漏感等原因，其線性區(qū)范圍較小，靈敏度也較低, 因此，在工業(yè)中應(yīng)用得不多。螺

3、管式自感傳感器：傳感器工作時，銜鐵在線圈中伸入長度的變化將引起 螺管線圈電感量的變化。對于長螺管線圈l»r,當(dāng)銜鐵工作在螺管的中部時， 可以認(rèn)為線圈內(nèi)磁場強(qiáng)度是均勻的，線圈電感量L與銜鐵的 插入深度1大致上成正比。銜鐵kxxxxxxHLxxxxxx過；螺管型電感傳感器這種傳感器結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，靈敏度較低，適用 于測量較大的位移量。3電渦流式傳感器電渦流式傳感器的工作原理A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置 于變化的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的 感應(yīng)電流，稱之為電渦流或渦流，這種現(xiàn)象 稱為渦流效應(yīng)。A電渦流傳感器是利用電渦流效應(yīng)，將位移、 溫度等非電量轉(zhuǎn)換為阻抗的變化或電感的

4、變 化從而進(jìn)行非電量電測的。A目前生產(chǎn)的變間隙位移傳感器，器量程范圍 為300m 800mm o9電渦流式傳感器示意圖|一 一-將塊狀金屬導(dǎo)體置于通有交變電流的傳感器線圈磁 場中。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，由于電流的變化, 在線圈周圍就產(chǎn)生一個交變磁場，當(dāng)被測導(dǎo)體置于該磁場范圍之內(nèi)，被測導(dǎo)體內(nèi)便產(chǎn)生電渦流，電渦流也將產(chǎn)生一個新磁場，和方向相反，抵消部分原饕花從而導(dǎo)致線圈的電感量、阻抗和品質(zhì)因素發(fā)。電渦流式傳感器的應(yīng)用電路1 電磁爐電磁爐是我們?nèi)粘Ｉ钪斜貍涞募矣秒娖髦? 渦流傳感器是其核心器件之一，高頻電流通過 勵磁線圈，產(chǎn)生交變磁場；在鐵質(zhì)鍋底會產(chǎn)生 無數(shù)的電渦流，使鍋底自行發(fā)熱，燒開鍋內(nèi)的

5、 食物。11微晶瓣 臺板不醐聊1212電磁爐工作示意圖電磁爐內(nèi)部勵磁線125測厚（低頻透射式渦流厚度傳感器）在金屬板的上下方分別設(shè)有發(fā)射傳感器線圈-和接收傳感 器線圈L?,-加低頻電壓U時，-上產(chǎn)生交變磁通。無金屬板時，磁通直接耦合至產(chǎn)生感應(yīng)電壓；如果金屬板放置兩線圏之間，線蘭-在金屬板中產(chǎn)生電渦流，磁場能量 受到損耗，使達(dá)到J的磁通減弱，最終使J上感應(yīng)電動勢減弱。金屬板越厚，渦流磁能損失越多，下線圈J上感應(yīng)電動勢輸出q越小。 通過測量q檢測金屬板的厚度。透射式渦流傳感器可檢測1100mm范圍。5測厚（高頻反射式渦流厚度傳感器）/為克服帶材不平或因振動引起的干擾 可采用兩個電渦流傳 感器s“

6、s2分別放置在被測金屬兩側(cè)f同時檢測兩個方向距離 x20A當(dāng)厚度不變時，兩傳感器與上下表面距離X1+x2二常數(shù)； 傳感器輸出電壓之和（假設(shè)為2U）,數(shù)值不變；當(dāng)厚度變化時，輸出電壓=2U土 AU,可將!放大輸出顯示帶材厚 度變化。實(shí)際應(yīng)用時，給定厚度6,當(dāng)厚度變化時與厚度變化值的代 數(shù)和就是被測帶材厚度。7電渦流傳感器4 轉(zhuǎn)速測量在一個旋轉(zhuǎn)金屬體上一個有N 個齒的齒輪，旁邊安裝電渦流傳感 器，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動時，齒輪的齒與傳感器的距離變小，電感量變小；距離變大、電感量變 大.經(jīng)電路處理后將周期地輸出信號，該輸出信號頻率 可用頻率計(jì)測出，然后換算成轉(zhuǎn)速n = x 6() N式中刀為被測轉(zhuǎn)速(r /

7、min)。叢形前l(fā)b)整母后用同樣的方法可將渦流傳感器安裝在產(chǎn)品 榆送線上，對金屬產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。第9題變氣隙式電感測微儀工作原理當(dāng)被測物體的高度變化時，測桿帶動可動 鐵芯移動，導(dǎo)致可動鐵芯與銜鐵之間的距 離發(fā)生變化，從而使電感發(fā)生變化，使測 量電路的指示儀表的系數(shù)發(fā)生變化，從而 得知物體的高度。屬于變氣隙式電感傳感 器仃11加速度傳感器1 一懸臂梁（彈性體）；2 差動變壓器F=ma F=kAxAx=ma/k移動的距離與加速度成正比。因此,在變壓器一次繞組加 勵磁5在二次繞阻有U。輸出。對U。放大，相敏檢波、低通 濾波,可得與加速度大小、方向?qū)?yīng)的直流電壓信號。1819費(fèi)結(jié)束語當(dāng)你盡了自己的最大努