電感傳感器第一講自感與互感傳感器

教師授課方案

〔首頁〕授課班級

09D12

課 節(jié) 2 課堂類型講授課 題第三章電感式傳感器第一節(jié)自感傳感器 其次節(jié)互感傳感器教學(xué)目的與要求重點(diǎn)難點(diǎn)教具教學(xué)關(guān)心活動

【學(xué)問目標(biāo)】1、了解自感式傳感器的構(gòu)造、工作原理。2、差動變壓器的構(gòu)造、工作原理、測量電路重點(diǎn)把握差動螺線管式電感變壓器、差動相敏檢波電路以及一次儀表的相關(guān)學(xué)問?！玖α磕繕?biāo)】培育學(xué)生理論分析及理論聯(lián)系實(shí)際的力量。標(biāo)。重點(diǎn)：差動變壓器工作特性、相敏檢波電路的工作特性、一次儀表的輸出。難點(diǎn)：相敏檢波電路的工作特性教具：多媒體課件、變壓器、毫安表、溝通接觸器、導(dǎo)線教學(xué)關(guān)心活動：提問、學(xué)生爭論12一節(jié)教學(xué)過程安排

復(fù)習(xí) 3、舉例測溫?zé)醾鞲衅鲬?yīng)用4、氣敏的工作特性與應(yīng)用5、濕敏電阻的工作特性與應(yīng)用1、了解自感式傳感器的構(gòu)造、工作原理。2、差動變壓器的構(gòu)造、工作原理、測量電路講課 重點(diǎn)把握差動螺線管式電感變壓器。341小結(jié) 2、利用10分鐘時(shí)間與學(xué)生互動答疑作業(yè) 習(xí)題冊第三章電感傳感器習(xí)題

5分鐘70分鐘13分鐘2分鐘任課教師：葉睿2023年1月20日 審查教師簽字： 年 月 日教案附頁【復(fù)習(xí)提問】上節(jié)課學(xué)問點(diǎn)：1、測溫?zé)醾鞲衅鞯墓ぷ魈匦浴犭娮璧姆诸?、測溫?zé)醾鞲衅鳒y量轉(zhuǎn)換電路及優(yōu)點(diǎn)3、舉例測溫?zé)醾鞲衅鲬?yīng)用4、氣敏的工作特性與應(yīng)用5、濕敏電阻的工作特性與應(yīng)用第三章 電感式傳感器【課導(dǎo)入】電測的一種裝置?？梢詼y量位移及與位移有關(guān)的工件尺寸。本章要點(diǎn)：1、自感式傳感器的構(gòu)造、工作原理。感變壓器。3、把握差動相敏檢波電路第一節(jié)自感式傳感器【本節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)】感器的優(yōu)點(diǎn)，為后續(xù)學(xué)習(xí)做學(xué)問儲藏?！臼谡n內(nèi)容】自感式傳感器的工作原理002

A K2L：線圈匝數(shù)；隙厚度。固定任意兩個(gè)量就可以進(jìn)展某一個(gè)量的測量：演示：380V溝通接觸器線圈與溝通毫安表串聯(lián)后，接到機(jī)床用掌握變壓器的36V溝通電壓源上，如圖4-1所示。這時(shí)毫〔稱為銜鐵〕往下按，我們會覺察毫安表的讀數(shù)漸漸減小。當(dāng)銜鐵與固定鐵心之間的氣隙等于零時(shí)，毫安表的讀數(shù)只剩下十幾毫安。N2A；

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Z X 2 fLL隙厚度fXLLA電感量變小，感抗小，線路電流大；氣隙厚度小，電感量變大，感抗大，線路電流小。與試驗(yàn)結(jié)論全都。L看出：敏度與初始?xì)庀逗穸扔嘘P(guān)，呈非線性，測量較小位移較準(zhǔn)確，為減小誤差實(shí)際測量多承受差動形式。二、變面積式電感傳感器的根本工作原理線性區(qū)較小，靈敏度較低，使用少。三、單線圈螺線管式電感傳感器單線圈螺線管式電感傳感器，當(dāng)銜鐵工作在螺線管的中部時(shí)，可以認(rèn)為線圈內(nèi)磁場強(qiáng)度是均勻的，此時(shí)線圈電感量L與銜鐵插入深度l大致成正比。測量稍大一點(diǎn)的位移。四、差動電感傳感器的特性1、構(gòu)造如圖差動電感傳感器的構(gòu)造要求是兩個(gè)導(dǎo)磁體的幾何尺寸完全一樣，材料性能完全一樣；兩個(gè)線圈的電氣參數(shù)〔電感、匝數(shù)、直流電阻、分布電容〕和幾何尺寸完全一樣。消溫度、噪聲干擾，從而減小測量誤差。2、特性從靈敏度公式看出靈敏度為非差動2倍。可以減小測量誤差、線性范圍較寬。五、測量轉(zhuǎn)換電路差動電感的變壓器電橋轉(zhuǎn)換電路3-5Z1、Z2是差動電感傳感器的兩個(gè)線圈阻抗。另兩臂為鼓勵(lì)變壓器的二次繞10VAB兩點(diǎn)。U當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)：橋路平衡，輸出電壓=0。Uo值增大，其相位與鼓勵(lì)源同相。QLRLUo2 UiL差動電感的變壓器電橋轉(zhuǎn)換電路銜鐵上移時(shí)：輸出電壓的相位與鼓勵(lì)源反相?！步忉屢话愕闹甘緝x表〕2、相敏檢波電路：在橋路的輸出端接上一般儀表，顯示不出相位和銜鐵的位移方向假設(shè)輸出電壓在送到指示儀前經(jīng)過一個(gè)能判別相位的檢波電路，則不但可以反映位移的大小〔的幅值，還可以反映位移的方向〔的相位這種檢波電路稱為相敏檢波電路。儀表指針反向偏轉(zhuǎn)。承受相敏檢波電路，得到的輸出信號既能反映位移大小，也能反映位移方向。在下一節(jié)內(nèi)容具體學(xué)習(xí)。其次節(jié)差動變壓器傳感器【本節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)】管式差動變壓器的工作特性、相敏檢波電路。最終學(xué)習(xí)自感傳感器在工業(yè)檢測中的應(yīng)用。為實(shí)際檢測與測量工程做學(xué)問與技能的儲藏?！臼谡n內(nèi)容】一、原理：差動變壓器式傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)換為一次線圈與二次線圈M的變化的裝置。當(dāng)一次線圈接入鼓勵(lì)電源之后，二次線圈就將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，當(dāng)兩者間的互感量變化時(shí)，感應(yīng)電動勢也相應(yīng)變化。由于兩個(gè)二次線圈承受差動接法，故稱為差動變壓器。目前二、構(gòu)造特點(diǎn)：

差動變壓器構(gòu)造示意圖及外形圖1－一次線圈 2－二次線圈3－銜鐵4－測桿N21、N22的有關(guān)端點(diǎn)正確地連接起來中間初級，兩邊次級鐵芯在骨架中間1—100mm范圍內(nèi)機(jī)械位移。三、靈敏度0.5~5V/mm，行程越小，靈敏度越10V1~10kHz為好。差動變壓器線性范圍約為線圈骨架長度的 1/10左右。能到達(dá)100mm以上。四、測量轉(zhuǎn)換電路出電壓如用溝通電壓表來測量時(shí)，無法判別銜鐵移動的方向。解決方法：承受差動相敏檢波電路承受差動整流電路1、差動整流電路：差動變壓器的二次電壓、分別經(jīng)VD1～VD4、VD5～VD8兩個(gè)一般UaoUboUaoUbo是反向串聯(lián)的，該電路是以兩個(gè)橋路整流后的直流電壓之差作為輸出的，所以稱為差動整流電路。Uc3=Uab=Uao-UboTU0＞0TU0＜02、RP的作用：RP用來微調(diào)電路平衡的。3、低通濾波電路：Ｕi周期的十倍以上。4、差動減法放大器：AR21、R22、Rf、R23a、b兩點(diǎn)的對地共模電壓。b圖是當(dāng)銜鐵上移時(shí)的各點(diǎn)輸出波形。當(dāng)差動變壓器承受差動整流測量電路時(shí)，應(yīng)恰當(dāng)設(shè)置一次線圈和二次線圈的匝數(shù)比，使、在銜能抑制二極管的正向非線性的影響，減小測量誤差。第三節(jié)差動傳感器的應(yīng)用【本節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)】際檢測與測量工程做學(xué)問與技能的儲藏。【授課內(nèi)容】工件尺寸均可測量。一、位移測量測量過程測量時(shí)紅寶石〔或鎢鋼〕測端接觸被測線圈電感量的變化體尺寸的變化測微儀器的最小量程為3μm。二、電感式滾柱直徑分選裝置測量過程電感測微計(jì)的測桿在電磁鐵掌握下，先提高，汽缸推桿3將滾珠7向下壓住滾珠。滾珠的直徑打算了銜鐵的位移量。電感傳感器的輸出信號經(jīng)相敏檢波后送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算出直徑的變差量。電感測微器的硬質(zhì)合金端與標(biāo)準(zhǔn)凸輪外表輪廓接觸。當(dāng)銜鐵不在差動電感線圈的中間位置時(shí)，測微器有輸出。動龍門框架上移或下移。工件圍繞測頭旋轉(zhuǎn)并與測頭接觸，通過杠桿將位移傳遞給電感測頭的銜鐵，從而使差動電感有相應(yīng)的輸出。膜片是一種壓有同心波浪的圓形薄膜。當(dāng)膜片四周固定，兩側(cè)面存在適用于各種生產(chǎn)流程中液體、水蒸氣及氣體壓力。被測氣體未導(dǎo)入，膜盒2無位移，活動銜鐵在差動線圈的中間位置，因而輸出電壓為零。12，自由端產(chǎn)生一個(gè)正比于被測壓力的位移，測桿使銜鐵向上移動，在差動變壓器二次線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動4上的電子線路處理后，送到二次儀表加以顯示。六、一次儀表與4～20mA二線制輸出方式一次儀表與4～20mA二線制輸出方式1、一次儀表：前述的壓力變送器已經(jīng)將傳感器與信號處理電路組合在一個(gè)殼體中，并安裝在檢測現(xiàn)場，在工業(yè)中常常被電流。由于電流信號不易受干擾，且便于遠(yuǎn)距離傳輸〔可以不考慮線路壓降0～10mA0～2V。應(yīng)于零輸入，20mA對應(yīng)于滿度輸入。3、本底電流：0～4mA這一范圍的緣由以及“本底”電流：一方面是有利于推斷線路故障〔開路〕或儀表故障；另一方面，這類一次儀4mA〔稱為“本底”電本底”電流為一次儀表的內(nèi)部電路供給工作電流，使一次儀表成為兩線制儀表。4、二線制儀表〔紅號傳輸線。5、電流與電壓的轉(zhuǎn)換：在信號傳輸線的末端通過一只標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載電阻〔也稱取樣電阻〕接地〔也就是電源負(fù)極，將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號。假設(shè)取樣電阻=500.0 4~20mAUo2~10V。[學(xué)問小結(jié)]:1、自感式傳感器的構(gòu)造、工作原理。感變壓器。3、把握差動相敏檢波電路相關(guān)學(xué)問。4、一次儀表變送