电感式传感器论文

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1、郑州华信学院••••••••••院级名号件学班姓学课传感器与检测技术电感式传感器摘要利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感量L或互感量M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种装置称为电感式传感器。电感式传感器具有结构简单，工作可靠，测量精度高，零点稳定，输出功率较大等一系列优点,其主要缺点是灵敏度、线性度和测量范围相互制约，传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量。这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动控制系统屮被广泛采用。电感式传感器种类很多，本章主要介绍自感式、互感式和电涡

2、流式三种传感器。关键词：性能原理优/缺点种类正文：1、电感式传感器町性能说明电感式传感器最重要的元件（除控制接口单元与输出级以外）是一个LC振荡器。决定振荡频率的元件由一个平行谐振电路组成。当金属物体进入线圈交变磁场区域时，谐振电路中的能量减少。能量的额外损耗导致线圈的品质因数降低，从而降低了电流消耗。对于黑色（铁的）及有色（非铁的）金属而言，损失的能量会在金属体内部产生涡电流。磁铁也会造成能量损失。由于在非金展体内不能产生涡电流，也就不会产生反向磁场，从而传感器线圈的品质因素及电流消耗保持不变，所以非金属体不能被检测。2、工作原理及应用屯感式传感

3、器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置，可以用来测量位移、振动、压力、流量、重量、力矩和应变等多种物理量。电感式传感器的核心部分是可变自感或可变互感，在被测量转换成线圈自感或互感的变化时,一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象。这类传感器的主要特征是具有绕组。自感式电感传感器原理与运用自感式传感器是由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的儿何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时

4、，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输岀。电感式传感器的特点是：①无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵墩度高；④线性度高、重复性好；⑤测量范阖宽（测量范围大时分辨率低）；⑥无输入时有零位输出电压，引起测量误差；⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；⑧不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量（如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等）的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的

5、附加误差。变间隙型电感传感器（图2）这种传感器的气隙6随被测量的变化而改变，从而改变磁阻。它的灵敏度和非线性都随气隙的增大而减小，因此常常要考虑两者兼顾。§一般取在0.1〜0.5毫米之间。线圈电感量可用公式lFN2/Rm,计算式中N是线圈匝数，Rm为磁路总磁阻。对于变间隙式电感传感器，如忽略磁路铁损，则磁路总磁阻为Rm二L1/U1A+L2/U2A+28/U0A,线圈电感值可近似表示为L二N2U0A/25变面积型电感传感器（图2）这种传感器的铁芯和衔铁之间的相对覆盖面积（即磁通截面）随被测量的变化而改变，从而改变磁阻。它的灵敏度为常数，线性度也很好。

6、其线圈电感量也为L=N2U0A/26螺管插铁型电感传感器它由螺管线圈和耳被测物体相连的柱型衔铁构成。其工作原理基于线圈磁力线泄漏路径上磁阻的变化。衔铁随被测物体移动时改变了线圈的电感量。这种传感器的量程大，灵敏度低，结构简单，便于制作。线圈电感量L与衔铁进入圈数的长度山的关系可表示为L=4Ji2N2/12[lr2+（Um-l）ra2],其中r为线圈平均半径,ra为衔铁半径，Um为铁心有效磁导率。自感式电感传感器实现了把测量的变化转变为口感的变化，为测量出自感的变化，同时也为了送入下线电路进行放大和处理，就要用转换电路把自感转换为电压或电流的变化。一

7、般可将自感变化转变为电压（电流）的幅值、频率、相位的变化，它们分别称为调幅、调频、调相电路，在白感式传感器屮一般采用调幅电路，调幅屯路主要形式有变压器屯桥和交流电桥。自感式传感器的应用很广泛，它不仅可直接用于测量位移，还可以用于测量振动、应变、厚度、压力、流量、液位等菲电量。4厂铁ffil电自线■祈铁ffi2交而积5!电4IIA8的给称3、优点和缺点（1）点结构简矗可靠，输出功率大，抗干扰能力强，对工作环境要求不高，分辨力较高（如在测量长度吋一般可达0.1u微米），示值误差--般为示值范围的0.1%〜0.5%,稳定性好。（2）缺点频率响应低，不宜用

8、于快速动态测量。一般*说，电感式传感器的和示值范围有关。示值范围大时，分辨力和示值精度将相应降低。4、电感式传感器的种类屯