第2章位移检测传感器之电感式VIP免费

第二章电感式位移传感器电感式位移传感器：是将被测物理量的位移转化为自感L，互感M的变化，并通过测量电感量的变化确定位移量。电感式位移传感器的主要类型：输出功率大、灵敏度高、稳定性好电感式位移传感器的特点：电感式位移传感器的主要类型有：自感式、互感式、涡流式和压磁式等电感式传感器的工作基础：电磁感应即利用线圈电感或互感的改变来实现非电量测量被测物理量（非电量：位移、振动、压力、流量、比重）线圈自感系数L/互感系数M电压或电流（电信号）电磁感应测量电路（一）自感式电感位移传感器1.工作原理与结构自感式位移传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料制成。自感式传感器是把被测量变化转换成自感L的变化，通过一定的转换电路转换成电压或电流输出。在缠绕在铁心上的线圈中通以交变电流i，产生磁通Φm,形成磁通回路。A1L1线圈铁芯衔铁L2A2W1.工作原理与结构磁通与电流之间的关系LiNm)(;HLN自感线圈的匝数根据磁路欧姆定律mmRNi)(1HRm磁阻1.工作原理与结构mRNL2则002SSlRm));m/));)m/);2002mSHmmSHml气隙的导磁横截面积（真空磁导率（气隙厚度（积（铁心与衔铁中的导磁面，铁心与衔铁的磁导率（度（铁心与衔铁中的导磁长磁阻Rm在本例中包括三部分，铁芯、衔铁和气隙中的磁阻。1.工作原理与结构通常气隙的磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻SlS002002sRm则20022sNRNLm1.工作原理与结构20022sNRNLm1.工作原理与结构当铁芯的结构和材料确定后，自感L是气隙厚度δ和气隙磁通截面积S的函数。因此自感式位移传感器可分为变气隙型、变面积型和螺管型。1.工作原理与结构变气隙型自感传感器——如果S保持不变，则L为δ的单值函数，可构成变气隙型自感传感器A1L1线圈铁芯衔铁L2A2W1.工作原理与结构变面积型自感传感器——如果保持δ不变，使S随位移而变，则可构成变面积型自感传感器；1.工作原理与结构螺线管型自感传感器——如果在线圈中放入圆柱形衔铁，当衔铁上下移动时，自感量将相应变化，就构成了螺线管型自感传感器。输出特性：L与δ之间是非线性关系，特性曲线如下图20022ANRNLmL＋－oL0L0＋LL0－L变气隙式电压传感器的L-δ特性变气隙型自感传感器(略）A1L1线圈铁芯衔铁L2A2W分析：当衔铁处于初始位置时，初始电感量为020002NSL当衔铁上移Δδ时，传感器气隙减小Δδ，即δ=δ0－Δδ，则此时输出电感为00000201)(2LSNLLL变气隙型自感传感器当Δδ/δ0<<1时：30200001LLLL可求得电感增量ΔL和相对增量ΔL/L0的表达式，即200002000011LLLL变气隙型自感传感器对上式作线性处理，即忽略高次项后，可得00LL灵敏度为00LLK可见：变间隙式电感传感器的线性度差，示值范围窄（测量范围），自由行程小，但在小位移下灵敏度高，，因此变隙式电感式传感器适用于测量微小位移的场合。为了减小非线形误差，实际中广泛采用差动变隙式电感传感器差动变隙式电感传感器1-铁芯；2-线圈；3-衔铁当衔铁向上移动时，两个线圈的电感变化量ΔL1、ΔL2灵敏度k为002LLk（1）差动变间隙式自感传感器的灵敏度是单线圈式传感器的两倍。因此差动式自感式传感器，提高了精度、灵敏度，明显改善了线性度。差动变隙式电感传感器变面积型电感传感器（变面积型电感传感器（略略））气隙长度不变，铁心与衔铁之间相对覆盖面积随被测量气隙长度不变，铁心与衔铁之间相对覆盖面积随被测量的变化面而改变，从而导致线圈的电感量发生变化。的变化面而改变，从而导致线圈的电感量发生变化。灵灵敏度低，线性较好，量程较大，使用比较广泛。敏度低，线性较好，量程较大，使用比较广泛。螺管型电感传感器（螺管型电感传感器（略）略）...