傳感器與測試技術課件第六章電感式傳感器-2

1、第二篇 常用傳感器的原理及應用,1.掌握三種電感式傳感器工作原理及結構性能 2.掌握其測量電路 3.了解電感式傳感器的應用,第6章 電感式傳感器,6.2 互感式電感傳感器,互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應中的互感現(xiàn)象，將被測量轉換成線圈互感的變化。 由于常采用兩個次級線圈組成差動式，故又稱差動變壓器式傳感器。實際中多采用螺管線圈型差動變壓器。,1、工作原理,傳感器輸出電壓反映了位移的大小及方向，但因為交流信號，只有接入相應電路（相敏檢波、差動整流等），才能提取出這兩種信息。,傳感器輸出存在一定的零點殘余電壓，即銜鐵位于中間位置時輸出不為零。因此，其后接電路應采用既能反映鐵芯位移大小及極性，

2、又能補償零點殘余電壓的差動直流輸出電路。,2、測量電路,全波差動整流電路及波形圖,差動相敏檢波電路,圖中的R用于調節(jié)零點殘余電壓的大小。,差動變壓器式傳感器特點： 精度高(0.1m 數(shù)量級，最高可達0.01m )，高精度型非線性誤差可達0.1% 線性范圍大（可達100mm） 穩(wěn)定性好，結構簡單，使用方便 因包含機械結構，頻率響應較低，不宜測量高頻動態(tài)參量。,廣泛應用于直線位移，或能轉換為位移變化的壓力、重量等參數(shù)的測量。,差動變壓器位移傳感器,6.3 電渦流式傳感器,1、工作原理:電渦流效應,渦流式電感傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類,傳感器線圈的等效阻抗Z變化：,若改變距離x，可將位移

3、變化轉換為線圈自感變化，通過測量電路變?yōu)殡妷狠敵?；?)改變，可進行探傷或材質鑒別等。,高頻反射式電渦流式傳感器：,高頻(lMHz)激勵電流,高頻反射式渦流傳感器多用于位移及與位移相關的厚度、振動等測量。,低頻透射式電渦流式傳感器：,低頻透射式渦流傳感器多用于測定材料厚度。,音頻(20kHz)激勵電流,原理簡化模型：線圈與被測導體等效為相互耦合的兩個線圈。,電渦流式傳感器的基本特性：,基本特性 渦流形成范圍:徑向為線圈外徑的1.82.5倍，且分布不均勻；渦流貫穿深度有限，深度一般可用經(jīng)驗公式求得,渦流強度與x的關系：非線性特性， x/R1可改善線性，提高靈敏度。,一般要求，被測金屬的最小尺寸大

4、于傳感器線圈直徑的2倍；被測物為圓柱體時，其直徑要求大于線圈直徑的3.5倍。,2、測量電路：諧振電路,傳感器線圈L與電容C 共同組成并聯(lián)諧振回路，諧振頻率為：,線圈等效電感改變，必然導致回路阻抗或諧振頻率變化，從而可間接測量被測參數(shù)，對應測量電路： 調幅電路 調頻電路,調幅電路,傳感器由振蕩器提供高頻電源，當傳感器諧振頻率與電源頻率相同時，輸出電壓u最大。,測量時，傳感器等效電感隨x而改變，LC回路失諧，輸出信號頻率雖仍為電源頻率，但幅值隨x變化，即x對輸出信號存在調幅作用。,調頻電路,以LC振蕩回路的諧振頻率作為輸出量。,鑒頻器：將調頻信號轉換為電壓信號輸出。,電渦流式傳感器的特點,非接觸測量，抗干擾能力強 靈敏度高 分辨力高，位移檢測范圍：1mm10mm， 最高分辨率可達0.1%。 結構簡單，使用方便，不受油液等介質影響,6.4 電感式傳感器的應用,電感式接近傳感器（接近開關）,互感式傳感器測量板材厚度,電渦流傳感器,電渦流式傳感器典型應用,無