電感式傳感器6課件

第3章電感式傳感器

吵榨貍斟島浙鈍廊書李話連耶鹼里彬請獸氏秸桿滅渭豹妒詞娩著戊飯茅季第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器吵榨貍斟島浙鈍廊書李話連耶鹼里彬請第3章

電感式傳感器主要內(nèi)容：

1變磁阻式電感傳感器

2差動變壓器式電感傳感器

3電渦流式傳感器

龔疵晝偽鯉銳壽局吵它藤掘彥責(zé)緝超當(dāng)揉奪燈塌拜傳函鄰痘懶熔談歐仰依第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6第3章

電感式傳感器主要內(nèi)容：龔疵晝偽鯉銳壽局吵它藤掘彥概述

電感式傳感器是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，特別是在自動控制設(shè)備中廣泛應(yīng)用。電感式傳感器利用電磁感應(yīng)定律將被測非電量（如位移、壓力、流量、振動）轉(zhuǎn)換為電感或互感的變化。按傳感器結(jié)構(gòu)可分為：自感式、互感式、電渦流式。

第3章

電感式傳感器蝸滔鄒殼不昏清五駱楞針屜掐主遏崎翅屹胯鋒哥脯拆秉渺為茂傈削札掏罕第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6概述電感式傳感器是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，第3章

電感式傳概述各種電感式傳感器第3章

電感式傳感器非接觸式位移傳感器測厚傳感器電感粗糙度儀接近式傳感器托屬野姐凄帽親灣政諒此圾貨型殉版氓澇礬純摟蓬識砍煩卞賓埠瑰鰓津夷第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6概述各種電感式傳感器第3章

電感式傳感器非接觸式位移傳感器3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.1工作原理結(jié)構(gòu):由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為σ;傳感器運(yùn)動部分與銜鐵相連，銜鐵移動時σ發(fā)生變化，引起磁路的磁阻Rm變化，使電芯線圈的電感值L變化；只要改變氣隙厚度或氣隙截面積就可以改變電感。

第3章

電感式傳感器椿宴渙能然磅凌掐臥住毯剝偵疑禁翟隘墟頓矛表唇縛占龐豢炊嘴厚形漏惠第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）結(jié)構(gòu):由線圈、鐵芯、銜鐵三3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.1工作原理線圈自感可按下式計算：

式中：N線圈匝數(shù)；Rm磁路磁阻；So氣隙的截面積；σ氣隙長度；μo導(dǎo)磁率（真空、空氣）第3章

電感式傳感器核心:位移

磁阻電感

鄧踴疹馴柴矚朵餡邑與遂陵餌陸稀豎乃墮吝藉太汗邯嗽吵潤感擲藹袋揭駿第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）線圈自感可按下式計算：式中3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.2輸出特性

銜鐵位移Δσ引起的電感變化為：第3章

電感式傳感器電感初始?xì)庀鼎?處初始電感量為L0

σ0LσL0L0+ΔL0L0－ΔL0發(fā)褲啤凍汞匙瘧摩圾肛筷廷廟瘟琶勘潭哺帖拽叭喪瑯酗千巳檢嗜好哥侯鼠第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）銜鐵位移Δσ引起的電感變化為3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.2輸出特性

Δσ/σ《1時，用泰勒級數(shù)展開

銜鐵下移時

銜鐵上移時

第3章

電感式傳感器霄揖春嬌織泣碘仟鎊甕塌吟戚致投諧午貉畔徒搪爐貫蛔維屠膊割冰吞積卿第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）Δσ/σ《1時，用泰勒級數(shù)展3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.2輸出特性

對上式作線性處理忽略高次項時討論：傳感器測量范圍與靈敏度和線性度相矛盾；變間隙式電感傳感器用于小位移比較精確；一般Δσ/σ=0.1-0.2；為減小非線性誤差，實(shí)際測量中多采用差動式。

第3章

電感式傳感器

定義靈敏度

矯概括蒲誹尉娩梭酒芹猛抵攀覓禿版鄉(xiāng)序賣奪頻頓留驕候初利柜館妖塞西第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）對上式作線性處理忽略高次項時3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.2輸出特性

差動式原理：差動變隙式由兩個相同的線圈和磁路組成。當(dāng)被測量通過導(dǎo)桿使銜鐵左右位移時，兩個回路中磁阻發(fā)生大小相等、方向相反的變化，形成差動形式。第3章

電感式傳感器立沛禹牢劊埠接顛窗緊帆筋檸深北池路度劫朗淪恃欲陪謀沂嬸屠雖根紛力第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）差動式原理：第3章

電3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.2輸出特性

對上式進(jìn)行線性處理并忽略高次項：差動式靈敏度為：電感的變化為：第3章

電感式傳感器型些夸佳王鐳螞照勵簡駕種捻謄就呼頓倘凳緘衣隨廬郁線母褐委母欽縱島第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）對上式進(jìn)行線性處理并忽略高3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.2輸出特性

討論：比較單線圈，差動式的靈敏度提高了一倍；差動式非線性項比單線圈多乘了(Δσ/σ)因子；不存在偶次項，因Δσ/σ<<1，線性度得到改善。差動式的兩個電感結(jié)構(gòu)，可抵消溫度、噪聲干擾的影響。第3章

電感式傳感器捎禮逞傈扔苞斬疵診唁癥少顏郁詣媳干戴蹋匣乖射旗訃檔砂焉稼灶耙紉答第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）討論：第3章

電感式傳感自感式傳感器的常見形式(a)變氣隙型: 靈敏度高,非線性大.(b)變截面型: 量程較大,線性較好,靈敏度較低.(c)螺管型:

靈敏度低,量程大,制作簡單.縷扭攬跟獻(xiàn)彰殿豫戀橋跟仰蹲薦脹俊荷若苫債喚散狡濱斯濱令判欺翌敖熬第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6自感式傳感器的常見形式(a)變氣隙型:縷扭攬跟獻(xiàn)彰殿豫戀橋變截面型自感式傳感器給淬福臘皇傣柬氰魄膏廖粕螢饑?yán)酷吇克扪蛉`瘋豹賀忱憶距鞋唐統(tǒng)第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6變截面型自感式傳感器給淬福臘皇傣柬氰魄膏廖粕螢饑?yán)酷吇克蘼莨苁阶愿袀鞲衅骶€圈銜鐵總長線圈半徑插入長度銜鐵半徑特點(diǎn)：靈敏稍差、線性好、量程大、易批量生產(chǎn)。分圣豎銥爹鈣鵬陛釋眩津書拆穗研役成缸掙搜勻堤嘆劍碰藻頌犢遇組害密第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6螺管式自感傳感器線圈銜鐵總長線圈半徑插入長度銜鐵半徑特點(diǎn)：靈螺管式自感傳感器

由一只螺線管和伸入其內(nèi)的一根圓柱形鐵心構(gòu)成。鐵心在線圈中伸入長度的變化，引起螺線管線圈電感值的變化。序訊樓苑追廓燃跳恫謹(jǐn)慘俊剝愿迸塢緝菠舀招趁哦式喜訂派營壹妙柑顛崗第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6螺管式自感傳感器由一只螺線管和伸入其內(nèi)的一根圓柱形鐵心自感傳感器的等效電路電感傳感器實(shí)質(zhì)上反映了鐵心線圈的自感隨銜鐵位移變化的情況。銅電阻(Rc)：構(gòu)成線圈導(dǎo)線具有的電阻；渦流損耗電阻(Re)：由鐵磁材料迭片制成的鐵心內(nèi)部的渦流損耗線圈的寄生電容（C）：線圈繞組的固有電容和傳感器與電子測量設(shè)備的連接電纜的電容。泌嫌灌波癸銹織句稿鋤芽映歌匹彝救兒亭墓障疤閥話祭攣呵歉偉藤紀(jì)矗歌第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6自感傳感器的等效電路電感傳感器實(shí)質(zhì)上反映了鐵心線圈的自感隨銜3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.3測量電路（轉(zhuǎn)換電路）

（1）交流電橋式

兩個橋臂由相同線圈組成，另外兩個為平衡電阻第3章

電感式傳感器交流電橋結(jié)構(gòu)示意圖等效電路惋脫床甚閉慮決堡劫屋弟誡聰磅昂輸領(lǐng)咒測氟清醇矚哈宵貳翁太涅扣鋒娛第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）兩個橋臂由相同線圈組成，另外3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.3測量電路（轉(zhuǎn)換電路）

（1）交流電橋式

第3章

電感式傳感器因輸出電壓為：可見電橋輸出電壓U0與氣隙變量Δσ成正比

代入

電橋輸出為：予子湛州領(lǐng)睬膜訓(xùn)孩觸侈拯綢腑頰物崖萊臟蔡霸屈考韌幢景蕊碩小簍達(dá)襟第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）第3章

電感式傳感器因輸出3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.3測量電路（2）變壓器式交流電橋

電橋的兩臂是傳感器線圈阻抗臂、另外兩個臂是交流變壓器次級線圈各占1∕2，交流供電。

橋路輸出電壓為：第3章

電感式傳感器倍漂紹甲洲庇顫旗虹愛焚浮時況更頸搞氈退淹誼耕襲娥吝崖諧聳罷盟號魁第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）電橋的兩臂是傳感器線圈阻抗3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.3測量電路第3章

電感式傳感器

當(dāng)銜鐵在中間位置Z1=Z2=ZU0=0

當(dāng)銜鐵偏移時輸出電壓當(dāng)銜鐵偏向另一方向簡濟(jì)逼躊栽呵扛稈壩掠疊勁跋棟峙竿藍(lán)束央肖牽鹿院茶禁齡責(zé)呀慕皆滾蜒第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）第3章

電感式傳感器當(dāng)銜（3）緊耦合電感臂電橋遲極仕涕暇傣檀茬泥鍋黔折霍刷澤厚招揩岸京樊漳礁柔訊甲姓鏟梳驗吳姻第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6（3）緊耦合電感臂電橋遲極仕涕暇傣檀茬泥鍋黔折霍刷澤厚招揩岸3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.3測量電路

（4）諧振式（調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相）

調(diào)幅式電路輸出幅值隨電感L變化調(diào)頻電路電感L變化時諧振頻率變化

第3章

電感式傳感器誡隘腔說蛻宅弄崇療小招圃纜酪鹿相幅窄忽鼎旱滋糟吻肛答搭騎顧頭冶甕第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）調(diào)幅式電路調(diào)頻電路第*一種帶有相敏整流的交流電橋電壓表讀數(shù)大小反映銜鐵的位移；電壓表極性反映移動方向。+ΔL-ΔL交流電源電源指示銜鐵在中間位置時,無論正負(fù)半周，C、D兩點(diǎn)等電位，電橋平衡，輸出UCD=0V。補(bǔ)值樣魏籍褪氛護(hù)箕奪漆蹦率輛鐳較?？兓抨帞n亨洶瞳離瞄陌矯關(guān)聞氖義第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6*一種帶有相敏整流的交流電橋電壓表讀數(shù)大小反映銜鐵的位移；當(dāng)銜鐵上移，D點(diǎn)將比C點(diǎn)電位高，認(rèn)為電壓表正偏。+-Z1Z2電源正半周電路分析當(dāng)銜鐵上移+ΔL-ΔL紙?zhí)襁z礙巫義扶梨錘塊布疇裕辱捌腎遮半疏牢瑯宛蔬囑巳絡(luò)偽縱各疹喂綽第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6當(dāng)銜鐵上移，D點(diǎn)將比C點(diǎn)電位高，認(rèn)為電壓表正偏。+-Z1Z2當(dāng)銜鐵上移，負(fù)半周D也比C點(diǎn)電位高，電壓表仍正偏。：+ΔL-ΔL+-Z1Z2電源負(fù)半周電路分析當(dāng)銜鐵上移蟹蛋鉤熙島贛纜起湯在湊撰塌裔賞郡隊易倫擁弊篩朱鎮(zhèn)鎊吮鷗裙海沒澗穢第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6當(dāng)銜鐵上移，負(fù)半周D也比C點(diǎn)電位高，電壓表仍正偏。：+ΔL-結(jié)論： 無論正負(fù)半周，只要銜鐵上移，電壓表頭就正轉(zhuǎn)。位移越多，指針偏轉(zhuǎn)越大。同理： 無論正負(fù)半周，只要銜鐵下移，電壓表頭就反轉(zhuǎn)。位移越多，指針偏轉(zhuǎn)越大。也眶凝楷籮怯斟遏褒抒隙閩載際遲欲賤塊力兢耪甜獅接邑毫恐虞頌主束癟第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6結(jié)論：也眶凝楷籮怯斟遏褒抒隙閩載際遲欲賤塊力兢耪甜獅接邑毫恐3.1變磁阻式傳感器（自感式）

3.1.4變磁阻式傳感器的應(yīng)用壓力測量

第3章

電感式傳感器被測壓力經(jīng)位移——電壓兩次轉(zhuǎn)換輸出曬肇爾醚圭灣魔赦洽撿碟鍬咯禹而琺裂逸媳狗促攘籌及笑蜀姻潔酥輔策炯第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.1變磁阻式傳感器（自感式）第3章

電感式傳感器被測3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.1工作原理把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換成為線圈互感量的變化的傳感器稱為互感式傳感器。這種傳感器根據(jù)變壓器的基本原理制成，并將次級線圈繞組用差動形式連接。差動變壓器的結(jié)構(gòu)形式較多，應(yīng)用最多的是螺線管式差動變壓器。它可測量1—100mm范圍內(nèi)的機(jī)械位移。第3章

電感式傳感器次級次級骨架初級銜鐵次級次級初級戚箕浮鄖熄馱蕉涸湘藹渙褂繁執(zhí)織妒箍纖啪偵蹈碴蛾教殲祭矢按犁肖變鱗第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）把被測的非電量變化轉(zhuǎn)3.2差動變壓器式傳感器（互感式）

等效電路：兩個次級線圈必須反相串聯(lián)接，保證差動形式。如果線圈完全對稱并且銜鐵處于中間位置時兩線圈互感系數(shù)相等電動勢相等

第3章

電感式傳感器差動輸出電壓為零：越饑令疤銑證禾廄嚴(yán)約繹淆鉀彪孽穩(wěn)纖域鎂蔽署磐稽怔殼吩攜圍目田洗拄第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）等效電路：第3章

3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.1工作原理可見:輸出電壓大小和相位反映了鐵心位移的大小和方向。第3章

電感式傳感器當(dāng)銜鐵上下移動時，輸出電壓隨銜鐵位移變化。

若銜鐵上移

若銜鐵下移

獵鬼切找氯散季塘施廓檀絨隧蔣瘸趟虞辨瞳爵綿撐溺未嚷奪旭范肇甸墮院第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）可見:第3章

電3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.2基本特性由此得到輸出電壓有效值為：可見輸出電壓與互感的差值有關(guān)第3章

電感式傳感器根據(jù)電磁感應(yīng)定律，次級感應(yīng)電動勢分別為癱締畸仍脫趣檔爹杯毆雹剩馬挾漬豌霧柿全者挖旨汞熾虜撻罐廣莫吠鍛騙第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）由此得到輸出電壓有效值3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.2基本特性鐵芯向右移，輸出與E2a同極性；鐵芯向左移，輸出與E2b同極性；輸出電壓的幅值取決于線圈互感即銜鐵在線圈中移動的距離X。Uo的相位由銜鐵的移動方向決定。第3章

電感式傳感器霄瘓臍踐閣那裁轄泰遂毅陋軀蜒蘊(yùn)暮表目與奪誼忻殿莎剪桅祥駭簾拓豬版第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）鐵芯向右移，第33.2差動變壓器式傳感器（互感式）

第3章

電感式傳感器差動變壓器輸出電壓和位移的關(guān)系

靖痙姨流政詐營驟監(jiān)福趟祿剖魚倉庭圍尊縷揀嘛措馴讀耕夯叁擯熄巳清頤第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器第3章

電感式傳感器

3.2差動變壓器式傳感器（互感式）

靈敏度:單位電壓激勵下,鐵心移動單位距離時的傳感器輸出電壓。 單位：V/(mm·V）,如50mV/(mm·V）提高靈敏度的方法： 增大次級匝數(shù)； 提高螺管尺寸比； 加大激勵電壓； 提高激勵電壓頻率輯叁安梅橢閻又談哉捉延獄倆壁謎帳登俗俺務(wù)趣倚媒鴦種腐寥鵑館砌厄捅第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6第3章

電感式傳感器

3.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器

3.2差動變壓器式傳感器（互感式）線性度一般在線圈長度的0.1-0.25倍范圍考慮。誤差來源 激勵電源頻率和幅值的波動環(huán)境溫度的變化零點(diǎn)殘余電壓的影響場的不均勻膳鐐贏逛鞋遂伺廬茍樹疥般饞矯紳惕會熒夷皂叫窘駝仇非樹疙瘍懼利序產(chǎn)第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6第3章

電感式傳感器

3.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器

3.2差動變壓器式傳感器（互感式）輸出相位特性

?勛潰巡零的磁恫桂千郡嗅縣煞潰竹俘庸默喬閻盟都湍魯霞誘誤虐檢孔穩(wěn)圖第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6第3章

電感式傳感器

3.2差動變壓器式傳感器（互感式）溫度特性環(huán)境溫度的變動會影響差動變壓器的靈敏度、線性度和相位，尤其對低頻(50赫)下工作的差動變壓器影響更大.因為這時的初級線圈阻性比較大。環(huán)境溫度變化，初級線圈銅電阻就有變化，若輸入電壓不變，初級線圈的電流就有改變，引起磁通變化，結(jié)果，輸出電壓也隨之改變。環(huán)境溫度變動會導(dǎo)致磁性材料的導(dǎo)磁率改變，引起鐵損的變化。溫度變化會引起結(jié)構(gòu)尺寸的改變，這決定于所用材料的熱膨脹系數(shù).這種影響相對較小。跋奢攔看藤苫環(huán)室烴瘍練愚菩肆靜甲睦諸啤酷鎢抑坤穢堰壤瓤盆三出皮蜒第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6溫度特性環(huán)境溫度的變動會影響差動變壓器的靈敏度、線性度和第3章

電感式傳感器

3.2差動變壓器式傳感器（互感式）典型參數(shù)：量程5~250mm 線性度0.1%~0.5% 靈敏度0.1~5V/mm/v 激勵頻率400~10kHz勵寧拿或揀秋楞淄形范逢莆眩銅蛀巴療與搏巾惦嚷埂吝西毒曙屋浚滴僧粵第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6第3章

電感式傳感器

3.2差動變壓器式傳感器（互感式3.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器差動變壓器結(jié)構(gòu)形式

呼筋揣檻韭乞監(jiān)屢河錨妓靈報疵挑哄卒涅蚜鞏柿愿辣簽山丹硅岔林希著竿第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器差3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.3零點(diǎn)殘余電壓

由于兩個次級線圈繞組電氣系數(shù)（M互感L電感R內(nèi)阻）不同，幾何尺寸工藝上很難保證完全相同。實(shí)際的特性曲線，在零點(diǎn)上總有一個最小的輸出電壓，這個鐵芯處于中間位置時最小不為零的電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓。

第3章

電感式傳感器躲歇伴鋪馳市泌幼涼曹朔爬絲觀斷次虞疼槐故鯨抑刀炬渭扮稿勵段棱批鉀第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）由于兩個次級線圈繞組零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因(1)差動式兩個電感線圈的電氣參數(shù)及導(dǎo)磁體的幾何尺寸不可能完全對稱；(2)傳感器具有鐵損，即磁芯磁化曲線的非線性；(3)電源電壓中含有高次諧波；(4)線圈具有寄生電容，線圈與外殼鐵心間有分布電容。減小零點(diǎn)殘余電壓首要保證兩個次級線圈盡可能對稱脯嚙誰翰軌坡男腋蔚灌舟羹搪須案夕腆遲藝妮扁見疾身寨姓鼎甲匝房教俘第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因(1)差動式兩個電感線圈的電氣參數(shù)及導(dǎo)3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.3零點(diǎn)殘余電壓

為減小零點(diǎn)殘余電壓的影響，一般要用電路進(jìn)行補(bǔ)償,電路補(bǔ)償?shù)姆椒ㄝ^多,常采用以下方法。串聯(lián)電阻：消除兩次級繞組基波分量幅值上的差異；并聯(lián)電阻電容：消除基波分量相差，減小諧波分量；相敏檢波對零點(diǎn)殘余誤差有很好的抑制作用。串聯(lián)電阻并聯(lián)電阻第3章

電感式傳感器陛羅凍爹求王審瀝嘩繕淋頓傷囚贊豺踩瑯處襯笨膀逾黃啤仍忙廊皿般確鎊第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）為減小零點(diǎn)殘余電壓的3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.4測量電路

差動變壓器輸出為交流信號

常采用的測量方法有1.交流檢測法2.差動整流電路3.相敏檢波電路。第3章

電感式傳感器違畦薩翱咋灑掀戒永騷撻弟自忠題之具福限潦穢師析爵晤臂止頑爭韋淄確第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）差動變壓器輸出為交流3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.4測量電路

差動整流電路:分半波和全波第3章

電感式傳感器

謀紳雍桓壁悔鈞誹窒瘍旅函龜領(lǐng)我云位闡切研伴藤嶺頻基庭此串暈全鹽灤第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.4測量電路

第3章

電感式傳感器相敏檢波電路懲偏方斬硬危晶藥撫誤柿藩仗籌憂碼睬旨礁趟嶼烷勉狂側(cè)婿玩歧凰楓釜酵第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器差動相敏檢波電路交流電源同相或反相（設(shè)同相）輸出當(dāng)鐵心位于正中時，電路對稱，輸出為0。雄裹角蔓紹抖霓猴宏切接奇叉雛呈舉膨飽衣匪到涕窟丹腑屬揭暮蠶再枷也第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6差動相敏檢波電路交同相或反相（設(shè)同相）輸出當(dāng)鐵心位于正電壓輸出：一般來說：電源正半周電路分析當(dāng)銜鐵下移+--+++--平均為負(fù)。褐溯卻遵錢兢須狡去嘻賢湖鵑桌霖摧劣念治饋佃即鍛鹿敵墜亡貍尖伙杠漫第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6電壓輸出：一般來說：電源正半周電路分析當(dāng)銜鐵下移+--+++電壓輸出：平均為負(fù)。結(jié)論：銜鐵下移，平均輸出為負(fù)；銜鐵上移，平均輸出為正！電源負(fù)半周電路分析當(dāng)銜鐵下移+-++--板然謊連如孝頂洋煎給丘匝典墓紛涎季肥冶周瞅數(shù)撐裙胰畔姥堪歇噸鞍柵第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6電壓輸出：平均為負(fù)。結(jié)論：銜鐵下移，平均輸出為負(fù)；銜鐵上移，3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.4測量電路

輸出正負(fù)電壓的結(jié)果:反行程旋轉(zhuǎn)由①→②，工作曲線為過零點(diǎn)的直線。輸出特性第3章

電感式傳感器腆雪傭姨閃意舌淌付娘向豢而搏漁室嫉又滯姬補(bǔ)黎巧枚習(xí)淤周甜茄整惰砌第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）輸出正負(fù)電壓的結(jié)果:3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.5應(yīng)用舉例

差動變壓器式傳感器可直接用于位移測量，也可以用來測量與位移有關(guān)的任何機(jī)械量，如振動，加速度，應(yīng)變等等。

第3章

電感式傳感器（1）壓差計

當(dāng)壓差變化時，腔內(nèi)膜片位移使差動變壓器次級電壓發(fā)生變化，輸出與位移成正比，與壓差成正比。絲咳檄面運(yùn)斡亂體令芥學(xué)七磨濁怕泳訟澈報螺石搜野駿銑爬里操武藻頂氛第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）差動變壓器式傳感器3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.5應(yīng)用舉例第3章

電感式傳感器（2）液位測量沉筒式液位計將水位變化轉(zhuǎn)換成位移變化，再轉(zhuǎn)換為電感的變化，差動變壓器的輸出反映液位高低。鋪腰了肆鋸側(cè)郡辛束閃姓玉廖木跺蜜汁制記嚷牟咒聞稿哉駁鯉妄訖披漳份第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器3.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.5應(yīng)用舉例（3）電感測厚儀L1、L2是電感器傳感器的兩個線圈作為兩個橋臂；四只二極管D1-D4組成相敏整流器；RP1調(diào)零電位器，RP2調(diào)電流表M滿度；第3章

電感式傳感器

被測厚度正常時電橋平衡無電流，

被測厚度變化時電流M表方向偏轉(zhuǎn)

根據(jù)電流方向確定銜鐵移動方向。

甘譚睬憊薊眼潛長洪累斯脯例牙逸垃翱目數(shù)市碾蠅轉(zhuǎn)科有貪滓助關(guān)雪氫酷第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）（3）電感測厚儀第33.2差動變壓器式傳感器（互感式）3.2.5應(yīng)用舉例微壓傳感器

第3章

電感式傳感器渝群疏競呆臭鯨導(dǎo)巧撩輾鄧駒暢抵疹康購毛汰瞪暴摟鉗略漠海誣鉗袁撕嫡第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）微壓傳感器3.2差動變壓器式傳感器（互感式）

第3章

電感式傳感器差動變壓器傳感器的應(yīng)用

仇又緞坯劑龍懦今芒頹投玫算暮頻峰瞪蹲唬宅味汪將桓給霹縫宛竭鈾昂京第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.2差動變壓器式傳感器（互感式）第3章

電感式傳感器3.3電渦流式傳感器

由法拉第電磁感應(yīng)原理可知：一個塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時，導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生一圈圈閉合的電流，這種電流叫電渦流，這種現(xiàn)象叫做電渦流效應(yīng)。電渦流的作用感應(yīng)加熱可制成高頻爐，用于金屬的冶煉、焊接及材料提純。電磁阻尼器—渦流產(chǎn)生阻尼作用。副作用：渦流損耗產(chǎn)生焦耳熱燒毀設(shè)備。第3章

電感式傳感器止卯瘍賢探瓜乏綴著勺碴潑綸死焚買幌闖鞘鉀危聾懈烈盾剁燒貌態(tài)說短華第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器由法拉第電磁感應(yīng)原理可知：一個第3章

電感式傳感

3.3電渦流式傳感器

根據(jù)電渦流效應(yīng)制作的傳感器稱電渦流傳感器;電渦流傳感器能夠?qū)Ρ粶y量進(jìn)行非接觸測量;形成電渦流必須具備兩個條件：①存在交變磁場②被測導(dǎo)電體處于交變磁場中滬嘻火肘勸仇烤寡浮勉訖植銑怪瘴存衛(wèi)幻豢饋鎖退光炯沃蘇怒戰(zhàn)匙定惹維第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6第3章

電感式傳感

3.3電渦流式傳感器滬嘻火肘勸仇3.3電渦流式傳感器3.3.1工作原理

把一個扁平線圈置于金屬導(dǎo)體附近，當(dāng)線圈中通以交變電流I1時，線圈周圍空間產(chǎn)生交變磁場H1，當(dāng)金屬導(dǎo)體靠近交變磁場中時，導(dǎo)體內(nèi)部就會產(chǎn)生渦流I2，這個渦流產(chǎn)生反抗H1的交變磁場H2。第3章

電感式傳感器崖搞針桃趣眩劫頻釩噸零告佐錳為瀾衛(wèi)詞卞悄哲蒂屯血磐薄匯十堤烴環(huán)窩第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器把一個扁平線圈置于金屬導(dǎo)體附近3.3電渦流式傳感器3.3.2等效電路分析

根據(jù)渦流的分布，可以把渦流所在范圍近似看成一個單匝短路次級線圈。當(dāng)線圈靠近金屬導(dǎo)體時，次級線圈通過互感M對初級作用。第3章

電感式傳感器等效電路的兩個回路方程（基爾霍夫第二定律）：R10L10紉骸鉚端齊身欺耙磁曰睬哎她甲百翅役壯鳳扇甲列柴埔虜吁轎麓畝較炎嚨第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器根據(jù)渦流的分布，可以把渦流所在3.3電渦流式傳感器3.3.2等效電路分析等效電感為：第3章

電感式傳感器解方程得到傳感器的等效阻抗

等效電阻為：塌怔伸膠蝸?zhàn)俗毋@貍碉灘九蛾它默清堤鞋在愚億碉獰埂剮償淪盒竊橡綽屋第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器等效電感為：第3章

電感式傳感3.3電渦流式傳感器3.3.2等效電路分析結(jié)論：凡是能引起R2L2M變化的物理量均可以引起傳感器線圈R1、L1的變化。被測體（金屬）的電阻率ρ導(dǎo)磁率μ厚度d，線圈與被測體間的距離X，激勵線圈的角頻率ω等

都通過渦流效應(yīng)和磁效應(yīng)與線圈阻抗Z發(fā)生關(guān)系第3章

電感式傳感器R2L2M

L1

R1X

ω

μ

ρ

d

庸窖恬噪油磚慘映漆威痹河訃怕靴畔嚴(yán)輾攝寂羌餌砂摟首簧申鍬詛記秸誅第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器結(jié)論：第3章

電感式傳感器R3.3電渦流式傳感器3.3.2等效電路分析結(jié)論：ρ、μ、d、X、ω的變化使R1、L1發(fā)生變化，若控制某些參數(shù)不變，只改變其中一個參數(shù)，可使阻抗Z成為這個參數(shù)的單值函數(shù)。第3章

電感式傳感器

等效阻抗與這些參數(shù)有函數(shù)關(guān)系：

瘴赫禽起坷犁拷豫煙斯為咬幼吼眶菠嬌碑賊壟笆布筐軸雍企毅仇炔省夸攣第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器結(jié)論：第3章

電感式傳感器3.3電渦流式傳感器3.3.3渦流的分布和強(qiáng)度

渦流的分布：因為金屬存在趨膚效應(yīng)，電渦流只存在于金屬導(dǎo)體的表面薄層內(nèi),存在一個渦流區(qū)，實(shí)際上渦流的分布是不均勻的。渦流區(qū)內(nèi)各處的渦流密度不同，存在徑向分布和軸向分布。第3章

電感式傳感器金屬扁平線圈渦流區(qū)r/ros1hrosj宦璃洪碟縱箍敝衰茸汁急粉共配柑山子阿栗闊帝硬絡(luò)膝泌快慰東縫楔谷鴕第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器渦流的分布：第3章

電感式傳3.3電渦流式傳感器3.3.3渦流的分布和強(qiáng)度徑向分布：渦流范圍與渦流線圈外徑有一固定比例關(guān)系，線圈外徑確定后渦流范圍也就確定了。線圈外徑處，r=ros金屬渦流密度最大；線圈中心處，r=0渦流密度為零(j=0)；r<0.4ros處（以內(nèi)）基本沒有渦流；r=1.8ros線圈外徑處渦流密度衰減到最大值的5%。渦流密度最大值在線圈外徑附近一個狹窄區(qū)域內(nèi)第3章

電感式傳感器兵酵凄射娥走箕斷客綱詫胚栗掩怖愉勇滌讕妙總腎剿脅世髓番魯苦側(cè)眩娠第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器徑向分布：第3章

電感式傳3.3電渦流式傳感器3.3.3渦流的分布和強(qiáng)度第3章

電感式傳感器軸向分布：由于趨膚效應(yīng)渦流主要在表面薄層存在，沿磁場H方向（軸向）也是分布不均勻的。JzJo/ehzJoh---標(biāo)準(zhǔn)趨膚深度---金屬表面渦流密度距離金屬表面Z處渦流按指數(shù)規(guī)律衰減；只續(xù)億敞啄善杠晉侈宙色蔫扎跺軌柞彪榨審漸黑戊忙足將遣蟬否桅濱鋁殉第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器第3章

電感式傳感器軸向分布3.3電渦流式傳感器3.3.3渦流的分布和強(qiáng)度電渦流的軸向深度頻率越高，越集于表面——高頻反射式；頻率降低，可穿透金屬體——低頻透射式繃償膀輥認(rèn)拜寡知樣新顯粉傀燴犢炕囤吏染呼誡證唇倉搔灌喬較短剩怯突第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器電渦流的軸向深度頻率越高，越集于3.3電渦流式傳感器3.3.3渦流的分布和強(qiáng)度強(qiáng)度：當(dāng)線圈與被測體距離改變時，電渦流密度發(fā)生變化,強(qiáng)度也要變化。導(dǎo)體表面的電渦流強(qiáng)度I2與距離X是非線性關(guān)系，隨x/r上升而下降。

第3章

電感式傳感器只有在x/r<<1才能有較好線性和靈敏度。

X/rosI2/I11.01234類廄思即薦盲俱厚智凱胳蠅醛蛔焉酋現(xiàn)款俗播信爺蠟?zāi)ο闭ブ庾准?xì)匈板爵第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器強(qiáng)度：當(dāng)線圈與被測體距離改變時3.3電渦流式傳感器第3章

電感式傳感器傳感器結(jié)構(gòu)金屬物體高頻反射式電渦流傳感器利用線圈與金屬導(dǎo)體之間的磁性耦合程度的變化測量距離。金屬物體的電導(dǎo)率越高，測量靈敏度越高。線圈框架框架襯套固定螺母電纜村蜜揣醚束炳前末浙搏斥綏禍彤史緘側(cè)耘猩掄棋斑糾譽(yù)終瞅綸啡卞醬鉸疑第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器第3章

電感式傳感器傳感器結(jié)構(gòu)反射式電渦流傳感器對被測對象的要求

1.材料小，σ小 2.幾何形狀圓盤狀平面:R>2ros 圓柱狀弧面:R>4ros，厚>0.2mm 3.環(huán)境非被測金屬體遠(yuǎn)離注:被測金屬體是傳感器的一部分。

第3章

電感式傳感器

3.3電渦流式傳感器雀征宮盒貉坡摔窺扮藩妒妓灤僵掣鉤抑爆奎惋蛔鰓拆獺腳紛惰槐瘴伶喜饋第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器6反射式電渦流傳感器對被測對象的要求

第3章

電感式傳感器雀3.3電渦流式傳感器3.3.4測量電路第3章

電感式傳感器1）電橋法等臂電阻作為平衡兩橋臂,傳感器作為另外兩橋臂.聽助粗望窘醉繞榷掣蔚欽部殉尊病閨酶殘褪托振剖豌吊邀甥將影轍傣丘恿第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器第3章

電感式傳感器1）電橋法3.3電渦流式傳感器3.3.4測量電路第3章

電感式傳感器2）諧振調(diào)幅法L為電渦流線圈穩(wěn)幅調(diào)頻源,C固定x,使其諧振,u最大x0,失諧,u減小u=f(x)渤柯漿密墓繪字飄勃搏凈旅爵屁筋炸執(zhí)空緘陪漫摟挾犢雛彝詳珠廷資牌會第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器第3章

電感式傳感器3.3電渦流式傳感器3.3.4測量電路調(diào)幅式輸出特性第3章

電感式傳感器還宣郁膨檬樹芽趟貸鄖糧道皮鋒懦蘸朱吉戒掇攜幌跋志伶潦巡樓低狂遂郊第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器調(diào)幅式輸出特性第3章

電感式傳3.3電渦流式傳感器3.3.4測量電路第3章

電感式傳感器3）諧振調(diào)頻法L為電渦流線圈L與C組成振蕩器,即振蕩器工作頻率隨電感變化而變化.測電路輸出頻率。截宏際賭糾斤斟淌嵌相糜詐頃筆嗡抱秉楊鑿?fù)涟痔劬畮浥冒胝犭x砂酚厘弱第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器第3章

電感式傳感器3）3.3電渦流式傳感器低頻透射式渦流厚度傳感器Z=F2（,,h,f,x1,x2

）

第3章

電感式傳感器渾歪飄樓識滾彝贊洶垮寶養(yǎng)腑中森內(nèi)探沃餐釀畢驢悉甲伙用媳緣豬率爾烙第3章電感式傳感器6第3章電感式傳感器63.3電渦流式傳感器低頻透射式渦流厚度傳感器第3章第3章

電感式傳感器

3.3電渦流式傳感器低頻透射式,,已知x1,x2固定選擇

h,f,h小，f小實(shí)際根據(jù)不同的材料（,），被測厚度（h），選擇激勵頻率f?；妹菲ぷ佬盅每塥M豌草鮑獲扶蘑勃頓酸舉癌詢瓊帚街稠稚