第四講電感式傳感器

傳感器與檢測技術第四講本講內容自感式傳感器互感式傳感器第三講和第四講要求例題3變磁阻式傳感器分為電感式和磁電式：電感式是將被測量（如位移、壓力等）的變化轉換成線圈參數（自感系數、互感系數、等效阻抗等）的變化；將被測量轉換為感應電動勢的變化；第5章

變磁阻式傳感器變磁阻式傳感器電感式自感式互感式渦流式磁(生)電式動圈式動鐵式磁阻式4電感式傳感器與其他傳感器相比，具有以下特點：①結構簡單、可靠，測量力小。②分辨力高。能測量0.1μm，甚至更小的機械位移，能感受0.1角秒的微小角位移。傳感器的輸出信號強。③重復性好，線性度優(yōu)良。在一定位移范圍(最小幾十微米，最大達數十甚至數百毫米)內，輸出特性的線性度較好，且比較穩(wěn)定。④存在著交流零位信號，不宜于高頻動態(tài)測量等。

彈簧-阻尼-質量子系統(tǒng)＋磁電感應子系統(tǒng)第5章

變磁阻式傳感器5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器由自感定義，即線圈通過電流產生磁通能力的大?。捍怕窔W姆定律：磁動勢磁阻磁通線圈電感只與線圈所在磁路結構參數有關；與電路無關。65.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器磁阻構成（不考慮鐵損）：

鐵芯磁阻

Rm鐵；

氣隙磁阻Rm氣；總磁阻：Rm=Rm鐵+Rm氣由于鐵芯磁導率遠高于空氣磁導率μ0Rm≈Rm氣=75.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器變間隙型輸入參數？輸出參數？只有當△δ<<δ0時，輸入輸出關系才可近似地視為線性關系。通常取△δ/δ0≤0.1，用于較小位移的測量，一般為0.001~1mm。思考:(1)△δ/δ0=0.1時，誤差為多少？(2)在△δ/δ0≤0.1，測量位移為0.001~1mm時，δ0不能超過多少？5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器變間隙型5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器變面積型思考:(1)變面積型靈敏度系數為多少？(2)試證明變面積型的靈敏度比變氣隙型的要低很多？單螺線管型

差動螺線管型5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器其它類型的自感式傳感器結構簡單、制造容易；靈敏度低，適用于較大位移（數毫米以上）靈敏度高、線性度好；測量范圍0~300μm，最小分辨率為0.5μm5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器直線位移傳感器5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器氣隙型差動式思考:試比較非差動式與差動式的非線性誤差分別為多少？13５.1.2

測量電路

1）交流電橋電路5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器平衡條件：在ZL∞時，不平衡輸出：o輸入參數？輸出參數？５.1.2

測量電路

1）交流電橋電路5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器同相分量正交分量當Q很高時：當Q很低時：15５.1.2

測量電路

1）交流電橋電路5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器輸出阻抗：16５.1.2

測量電路2）變壓器電橋電路5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器副邊電流：輸出電壓：在Q很高時，輸出電壓幅值：17５.1.2

測量電路2）變壓器電橋電路5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器輸出電壓幅值：輸出阻抗：５.1.2

測量電路2）變壓器電橋電路5.1自感式傳感器第5章變磁阻式傳感器傳感器與測量電路構成的測量裝置靈敏度：自感式傳感器測液位225.２.1

工作原理互感現象：當線圈N1中通交變電流i1時，在其周圍將產生交變的磁通，在其鄰近線圈N2上產生感應電動勢e12，其大小為：5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器5.２.1

工作原理5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器互感取決于：

兩線圈匝數；

氣隙長度；

介質導電能力；24通常的形式采用差動變壓器式位移傳感器：反串連接5.２.1

工作原理5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器255.２.1

工作原理5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器非線性影響因素：由于邊緣效應；線圈結構參數不一致；鐵芯特性不均勻等。線性？5.２.1

工作原理5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器不完美的地方：

非線性；

不能反映位移的方向（為什么？）；

存在零點殘余電壓。相敏檢波電路271）差動整流電路5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器無論兩次級線圈的輸出瞬時電壓極性如何，流經兩個電阻R的電流總是a到b，d到c。eabedc1）差動整流電路5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器平衡位置時：若存在零點殘余電壓，即：e21≠e22Uo≠0需要調零！1）差動整流電路5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器1）差動整流電路5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器edcedcedc312）二極管差動相敏檢波電路5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器u0為參考信號，與u2同幅同頻同相（或反相）差動變壓器322）二極管差動相敏檢波電路5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器332）二極管差動相敏檢波電路5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器343)集成化的相敏檢波電路5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器35輸出電壓與位移量的關系5.２.2

測量電路5.2互感式傳感器第5章變磁阻式傳感器第三講和第四講要求第三講掌握交流電橋與直流電橋的區(qū)別；掌握交流電橋單臂、半差動和全差動的輸入/輸出關系；掌握軸受拉壓下力與電阻相對變化的關系；理解傳感器的工程應用領域；了解