傳感器13章變磁阻式1課件

傳感器技術及應用

機械092011～2012第二學期2012年2月第3章變磁阻式傳感器1本課內容：工作原理——傳感器線圈的電器參數(shù)分析自感式傳感器——類型、結構、應用變磁阻式傳感器——電感式傳感器1、自感式2、互感式變磁阻（電感）式傳感器工作原理被測量RmL輸出電量：電壓V電流A頻率f變磁阻式傳感器測量電路應用：常用來檢測位移、振動、力、應變、流量、比重等物理量。1）空心線圈式中：——鐵芯材料的磁導率l——鐵芯長度2）鐵芯線圈lSlS3、線圈的電感量L4、磁路中的磁阻Rml—磁路長度，S—磁路截面積，—材料的磁導率1）單一材料導磁體：lSlS2）具有可變氣隙的鐵芯線圈（1）閉合磁路：Rm＝RF

RF——導體總磁阻（2）具有小氣隙：Rm＝R1＋R2＋RRR1——鐵心2磁阻、

R2——銜鐵3磁阻、有：RmR1.變氣隙式自感傳感器工作原理：1)保持鐵心、銜鐵材料、結構、線圈匝數(shù)不變，2)保持氣隙磁通面積S不便，則電感L是氣隙總長l的單值函數(shù)RmL被測量銜鐵位移變隙式自感式傳感器輸入－輸出特性為非線性－銜鐵與鐵心間的氣隙長度－氣隙變化量，即測量范圍l－氣隙總長l

=2

傳感器的靈敏度：靈敏度K0與氣隙成反比變隙式自感式傳感器適于測量微小的位移量為保證一定的測量范圍和線性度取：＝0.1～0.5mm=(1/5~1/10)變面積式自感傳感器輸入－輸出特性變面積式特點：（1）線性度忽略氣隙磁通邊緣效應條件下，輸出特性呈線性，可得到較大的線性范圍。（2）靈敏度與變氣隙式相比，靈敏度較低。傳感器的靈敏度3、螺管式自感傳感器螺管式自感傳感器靈敏度較低主磁通近似不變，靈敏度為：4.差動式電感傳感器（圖3-7）(a)結構原理圖；(b)電路接線圖3.2.2測量電路一、LR電路分析1、純電感元件的電壓rLAC電感線圈的電壓與電流正交，電感不消耗功率純電感的阻抗2、有導線電阻r時，電感的阻抗3、電感線圈的品質因數(shù)rjLZ二、電橋電路－輸出端對稱電橋1、兩線圈阻抗：其中兩線圈初始電阻相等另外兩個橋臂為純電阻橋臂：Z3＝Z4＝R2、輸出電壓：應用舉例

1.變磁阻式傳感器的應用變隙電感式壓力傳感器結構圖2.變磁阻式傳感器的應用變隙式差動電感壓力傳感器3.變磁阻式傳感器的應用鋼廠粉塵料倉－－自感式料位數(shù)字傳感器1.結構特點1.單線圈氣隙式自感傳感器線性度不好，在實際工程中是不能應用的；在這里，通過自感電流的變化幅度陡變這一特點采集其開關量，從而判斷物料的位置；2.在一根連接桿上可以安裝數(shù)個單線圈，來達到數(shù)字式報警料位的目的，性能穩(wěn)定可靠．使用經(jīng)驗：在實驗中發(fā)現(xiàn)在料位到達和未到達自感傳感器時，其自感電流相差5倍之多．應用單片機控制單線圈在料位到達時斷電，卸料后恢復通電，既去除鐵芯磁性，又可避免單線圈發(fā)熱．在設計中選用高性能漆包線，對自感線圈進行散熱設計，所以，線圈在1000C高溫環(huán)境下仍能正常工作，因而自感式料位數(shù)字傳感器可正常工作于環(huán)境較惡劣的工況．

電感改變量△L與磁路截面積的改變量△s為線性關系

差動連接的傳感器探頭線圈當一個線圈位于齒面上方電感量為最大值時，另一個線圈則位于槽面上方電感量為最小值傳感器的輸出波形

列車行駛時，傳感器輸出的正弦信號的周期隨運行速度的變化而變化

列車“靜止一運行一停車”運行過程中的輸出波形5.交通管理中的地感線圈應用實際上在路口的攝像頭拍照