第六章电感式传感器资料学习教案

1、会计学1第六章电感式传感器资料第六章电感式传感器资料(zlio)第一页，共51页。器式传感器）即将非电量转换成互感器式传感器）即将非电量转换成互感系数变化的传感器。系数变化的传感器。本章主要介绍自感式、互感式本章主要介绍自感式、互感式和涡流式三种传感器。和涡流式三种传感器。X第1页/共51页第二页，共51页。衔 铁线 圈铁 芯 I A l1 S1 l2 S2 Usr . 6.1 6.1 电感式传感器电感式传感器第2页/共51页第三页，共51页。 铁磁材料铁磁材料各段的磁阻之和，当铁芯一定时，其值各段的磁阻之和，当铁芯一定时，其值为一定；为一定；li li 各段铁芯长度；各段铁芯长度； mi m

2、i 各段铁各段铁芯的磁导率；芯的磁导率； Si Si 各段铁各段铁芯的截面积；芯的截面积； Rd - Rd -空气空气隙的磁阻，隙的磁阻，Rd = 2d/m0SRd = 2d/m0S。M2RWLM2RWL RSlRiiiMiiiSlX第3页/共51页第四页，共51页。SSlWLiii022202SWL X第4页/共51页第五页，共51页。X第5页/共51页第六页，共51页。 C L Rc Rh ReX第6页/共51页第七页，共51页。 C L Rc Rh ReX第7页/共51页第八页，共51页。LRZjCLRCLRZsj1jj1j 2222222222211j1QLCLCQLCLCLQLCLC

3、RX第8页/共51页第九页，共51页。ss222sj1j1LRLCLLCRZLLLCLLd11d2ssX第9页/共51页第十页，共51页。衔 铁线 圈铁 芯 I A l1 S1 l2 S2 Usr .。可确定测出xLZLRxm)(X第10页/共51页第十一页，共51页。0022SWL1100LLLL110LL 40302000LLX第11页/共51页第十二页，共51页。 40302000LL0 L L0+ L LX第12页/共51页第十三页，共51页。 503002LL2LLX第13页/共51页第十四页，共51页。 ( a ) ( b ) b a x 0 bxaSX第14页/共51页第十五页，

4、共51页。xabWL02020202bWxLkX第15页/共51页第十六页，共51页。 x (b) l (a) l x r ra r raX第16页/共51页第十七页，共51页。2aa220 xrlrlWL2aa20rlWxLKX第17页/共51页第十八页，共51页。22aa2202010 xrlrlWLLxrlWLxrlWL2aa2022aa2012aa202rlWKX第18页/共51页第十九页，共51页。Usr .Z1 Z2 L1 L2 R1 R2 Rs1 Rs2 ZL UscUsr .Z1Z2 I . A B . UscUsr . I1 I2Z1Z2 Lc Lc M Usc . 1 2

5、3 (a) (b) (c)X第19页/共51页第二十页，共51页。0srsc2UUX第20页/共51页第二十一页，共51页。UUZZZUUU21211BAscX第21页/共51页第二十二页，共51页。ZZZ1ZZZ2UZZUUZZZZU221211scULLULLU2j2jscULLU2scX第22页/共51页第二十三页，共51页。 1 1 2 2 2 2 3 3 M LC LC Z13 Z12 Zp Zs Zs (a) (b) X第23页/共51页第二十四页，共51页。由于变压器的次级线圈接成由于变压器的次级线圈接成差动的形式，故称为差动变压差动的形式，故称为差动变压器。器。X第24页/共5

6、1页第二十五页，共51页。(e)(e)、(f) (f) 变面积变面积(min j)(min j)式差动变压器式差动变压器 (a)(a)、(b) (b) 变隙式差动变压器变隙式差动变压器(c)(c)、(d) (d) 螺线管式差动变压器螺线管式差动变压器X第25页/共51页第二十六页，共51页。 1 Usr (a) 22 1 UscUsr (b) UscX第26页/共51页第二十七页，共51页。UscUsr R1R21R22 L21 L22 L1 e21 e22 M1 M2X第27页/共51页第二十八页，共51页。211211RWLL11111LRZj12112LRZj j11sr12LRUIjS

7、WL0212XSWL0211第28页/共51页第二十九页，共51页。2221SCEEU12221121IMEIMEjjSWWIWMSWWIWM02112220211121220211121sc2SWWIIMMUjjX第29页/共51页第三十页，共51页。11sr1211sc22LRUWWLUjjsr012scUWWU0sr12SCUWWUSX第30页/共51页第三十一页，共51页。X第31页/共51页第三十二页，共51页。X第32页/共51页第三十三页，共51页。 H 电 涡 流 L 磁 通 I R2 R1 M I2 L2 I1 L1 U UX电涡流式传感器的工作电涡流式传感器的工作(gngz

8、u)(gngzu)原理及等效电路原理及等效电路第33页/共51页第三十四页，共51页。0jjjj2212121111ILIRIMUIMILIR2222222122222221222222211jLLRMLLLLRMLRLRMRIUZ H 电涡流 L 磁通 I R2 R1 M I2 L2 I1 L1 U X第34页/共51页第三十五页，共51页。22222212222222121111LRMRRLRMLLRLQX第35页/共51页第三十六页，共51页。X第36页/共51页第三十七页，共51页。 2 2变面积式变面积式 组成同变间隙式相似。组成同变间隙式相似。 原理：是利用金属体与传感器线圈之间相

9、对覆盖面积的变化，引起涡原理：是利用金属体与传感器线圈之间相对覆盖面积的变化，引起涡流效应变化的原理工作的。流效应变化的原理工作的。 优点：其灵敏度和线性范围比变间隙式好。优点：其灵敏度和线性范围比变间隙式好。 为了减小轴向间隙的影响，常采用图（为了减小轴向间隙的影响，常采用图（b b）所示的差动形式，将两线圈）所示的差动形式，将两线圈串联串联(chunlin)(chunlin)，以补偿轴向间隙变化的影响。，以补偿轴向间隙变化的影响。第37页/共51页第三十八页，共51页。 线圈 2 短路套筒 线圈 1X第38页/共51页第三十九页，共51页。 4 4低频透射式低频透射式 励磁电压励磁电压U1

10、 U1 施加于线圈施加于线圈L1 L1 的两端的两端，在，在L2L2两端产生感应电动势两端产生感应电动势U2U2。 当当L1L1与与L2L2之间无金属体时，之间无金属体时，L1L1产生的产生的磁场全部贯穿磁场全部贯穿L2L2，U2U2最大；当有金属体最大；当有金属体时，因涡流形成的反磁场作用，时，因涡流形成的反磁场作用，U2U2将降将降低。低。 涡流越大，即金属导电性越好或金属涡流越大，即金属导电性越好或金属板越厚，板越厚，U2U2将越小。将越小。 当金属体材料当金属体材料(cilio)(cilio)一定时，一定时，U2U2将与金属板厚度相将与金属板厚度相对应。对应。X 注意：电涡流传感器的线

11、圈与被测金属体之间是磁性注意：电涡流传感器的线圈与被测金属体之间是磁性(cxng)耦合的，耦合的，利用耦合程度的变化作为测试值。因此，传感器的线圈装置仅为利用耦合程度的变化作为测试值。因此，传感器的线圈装置仅为“实际实际测试传感器的一半测试传感器的一半”，另一半是被测体。，另一半是被测体。 被测体的物理性质、尺寸和形状都与测量装置的特性密切相关。被测体的物理性质、尺寸和形状都与测量装置的特性密切相关。 在电涡流式传感器的使用中，必须考虑。在电涡流式传感器的使用中，必须考虑。第39页/共51页第四十页，共51页。被测体为圆柱体时，它的直径被测体为圆柱体时，它的直径D D必须为必须为线圈直径线圈直

12、径d d的的3.53.5倍以上，才不影响被测结果，倍以上，才不影响被测结果，在在D Dd d为为 l l时，灵敏度将降低为时，灵敏度将降低为7070左右。左右。被测体的厚度也不能太薄。但一般来被测体的厚度也不能太薄。但一般来说，只要有说，只要有0.2mm0.2mm以上的厚度，测量不会受以上的厚度，测量不会受到影响（铜、铝箔等为到影响（铜、铝箔等为0.07mm0.07mm以上）。以上）。 3 3传感器形状和大小对传感器的传感器形状和大小对传感器的灵敏度影响灵敏度影响传感器的主要构成是线圈，它的形状传感器的主要构成是线圈，它的形状和尺寸关系到传感器的灵敏度和测量范围，和尺寸关系到传感器的灵敏度和测量范围，而灵敏度和线性范围是与线圈产生的磁场分而灵敏度和线性范围是与线圈产生的磁场分布有关。布有关。X第40页/共51页第四十一页，共51页。232220P2xrIrBX第41页/共51页第四十二页，共51页。 频 率 计 电 压 表 F V 振荡器 C L xX第42页/共51页第四十三页，共51页。 ZfIU00 放大 检波 指示 C L i0X第43页/共51页第四十四页，共51页。X第44页/共51页第四十五页，共51页。弹性支撑差动变压器 弹性支撑被测加速度方向 振荡器稳压电源滤波器检波器输出X加速度测量加速度测量(cling)应用应用液位测量液位测量(cling)应用应用第45页