欢迎来到天天文库
浏览记录
ID：72511241
大小：1.74 MB
页数：19页
时间：2021-12-10
《电感式传感器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第四章电感式传感器4.1自感式传感器4.2互感式传感器4.3电涡流式传感器4.1.1自感式传感器工作原理自感式传感器的结构如图4-1(a)所示。它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁都由导磁材料制成，如硅钢片或坡莫合金。在铁芯和活动衔铁之间有气隙，气隙宽度为。传感器的运动部分与衔铁相连，当衔铁移动时，气隙宽度发生变化，从而使磁路中磁阻变化，导致电感线圈的电感值改变，测出这种电感量的变化就能确定衔铁位移量的大小和方向。电感量与气隙的关系曲线如图4-1(b)所示。线圈的电感值由下式确定：（4-1）式中：为线圈匝数；为
2、磁路的总磁阻，且（4-2）4.1自感式传感器图4-1自感式传感器的结构及电感量与气隙厚度的关系曲线式中：为铁芯材料的磁导率；为衔铁材料的磁导率；为磁通通过铁芯的长度；为磁通通过衔铁的长度；为铁芯的截面积；为衔铁的截面积；为空气的磁导率；为气隙的截面积；为气隙的厚度。通常气隙磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻，即（4-3）则式(4-2)可写为（4-4）联立式(4-1)、式(4-4)，可得（4-5）由式(4-5)可知，当线圈匝数确定后，只要改变和，即可导致电感的变化。因此，自感式传感器可分为变气隙厚度的变隙式自感传感器和变气隙面
3、积的变面积自感传感器，但使用最广泛的还是变隙式自感传感器。4.1自感式传感器4.1.2变隙式自感传感器变气隙厚度式自感传感器简称变隙式自感传感器。由式(4-5)知，当自感传感器线圈匝数和气隙面积一定时，电感量与气隙厚度成反比。设传感器的初始气隙厚度为，初始电感量为，衔铁位移引起的气隙厚度变化量为。当衔铁处于初始位置时，初始电感量为（4-6）当衔铁上移，气隙减小，即时，输出电感为，代入式(4-6)，并整理，得（4-7）当时，可展开为级数形式：（4-8）由式(4-8)可求得电感增量和相对增量的表达式，即（4-9）（4-1
4、0）4.1自感式传感器同理，当衔铁随被测体的初始位置向下移动时，有（4-11）（4-12）（4-13）对式(4-10)、式(4-13)均做线性处理，忽略高次项，可得（4-14）灵敏度为（4-15）由式(4-10)或式(4-13)可得非线性项为(忽略高次项)。由此可见，变隙式自感传感器的测量范围与灵敏度及线性度之间存在矛盾，因此，变隙式自感传感器一般只能用于测量微小位移量的场合。为减小非线性误差，实际测量中广泛采用差动变隙式自感传感器。4.1自感式传感器4.1.3差动变隙式自感传感器1.结构和工作原理为减小非线性和提高
5、灵敏度，利用两只完全对称的单个自感传感器合用一个活动衔铁，便构成差动变隙式自感传感器。图4-2所示为差动变隙式自感传感器的结构原理图。其结构特点是：上下两个磁体的几何尺寸、材料、电气参数均完全一致，传感器的两只电感线圈接成交流电桥的相邻桥臂，另外两
此文档下载收益归作者所有
