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文档简介

传感器技术

CH21第四节电感式传感器

1变换原理

基于电磁感应原理，是把被测量（如位移、压力等）的变化转化为传感器电感量的变化。

2类型：

自感型（可变磁阻式与涡流式）互感型（差动变压器式）2

3自感型（可变磁阻式）1-线圈2-铁芯3-衔铁工作原理：3

（1）定量分析则：L＝f(A,δ)

4L＝f(A,δ)

变气隙式、变截面式自感传感器特性曲线

L=f（A）L=f（δ）δ，AL5

灵敏度:

非线性:输出：（2）非差动变气隙式6（3）差动变气隙式结构完全对称。当衔铁3移动时，一线圈自感增加，另一线圈自感减少，形成差动。Ⅰδ1线圈3衔铁4导杆2线圈架ⅡL0L07

差动型电感传感器输出：

衔铁上移:

输出:差动变气隙式8灵敏度：非线性：差动式与非差动式特性比较：

差动式的非线性得到很大改善，灵敏度比非差动式提高1倍。9

（4）差动与非差动变面积式电感式传感器10

差动与非差动变面积式11

主测位移（线、角）、振动、压力等。（5）用途：12

（6）

特点

结构简单、可靠，测量力小;

分辨力高;

机械位移：0.1μm，甚至更小；角位移：0.1角秒。输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm。

重复性好，线性度优良;

几十μm到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度较好，较稳定。

存在交流零位信号；不宜于高频动态测量。

13

4自感式传感器之涡流传感器（1）变换原理:涡流效应Z-原线圈的等效阻抗i通入线圈，其周围产生交变磁场，金属体内产生电涡流。i

~i

δ14涡流穿透深度：（2）类型高频反射式低频透射式

ρ—导体电阻率(Ω·cm)μr—导体相对磁导率

f—交变磁场频率(Hz)频率越高,集肤效应越大

集肤效应15

高频反射式（广用）涡流传感器图3-15a16

低频透射式涡流传感器17（3）结构：

由一安置在框架上的扁平圆线圈和电缆等组成。

1234561线圈2框架3衬套4支架5电缆6插头18（4）应用

导磁产品计数位移测量振幅测量材质、转速应力、硬度金属材料无损探伤（裂纹、缺陷、残余应力）

19

eg:

涡流传感器

20

位移测量eg:1——被测板2——涡流传感器(a)汽轮机主轴的轴向位移测量(b)磨床换向阀、先导阀的位移测量(c)金属试件的热膨胀系数测量

涡流传感器

21

eg:振幅测量

1——被测体2——传感器(a)汽轮机、空气压缩机主轴径向振动监控

动不平衡量及位置测量(b)发动机涡轮叶片振幅的测量(c)数个传感器探头并排安置在轴附近（振型测量）

22

eg:厚度测量

23

f——频率值(Hz)；

N——旋转体的槽(齿)数；

n——被测轴的转速(r／min)。

eg:转速测量

24eg:涡流无损探伤

25eg:涡流无损探伤a)较浅的裂缝信号b)经幅值甄别后的信号

26（1）变换原理:互感效应.5互感型电感传感器--差动变压器传感器差动变压器传感器的结构与输出27差动变压器位移传感器

28（3）差动变压器传感器作小位移测量的

差动相敏检波电路

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