自动检测与转换技术 课件 项目三 电感传感器

传感器与自动检测技术项目三电感式传感器（a）识别罐和盖子(b)识别阀的位置(c)检测速度和方向(d)识别断裂的钻头

电感式传感器的应用案例任务一：学习自感传感器及应用任务二：学习互感传感器及应用任务三：学习电涡流传感器及应用任务一：学习自感式传感器结论：气隙变小，电感变大，电流变小

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0102科学家进一步研究发现线圈的自感量除了与非电量气隙厚度δ、还与气隙截面积A有关，线圈电感L的计算公式如：自感式传感器的工作原理自感式传感器的定义利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系数L的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出的装置称为自感式传感器，也称为变磁阻式传感器。自感式传感器的种类

变隙式变截面式螺线管式

1－线圈2－铁心3－衔铁4－测杆5－导轨

6－工件7－转轴最常见的电感传感器——螺线管电感传感器电感传感器的衔铁较重，响应较慢，不宜用于快速动态测量。小贴士螺线管式电感传感器是最常见的电感传感器，其主要元件是一只螺线管和一根柱形衔铁。传感器工作时，衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起螺线管电感量的变化。电感量L在几毫米的范围内与衔铁插入深度大致成正比。测量范围越大，分辨力越低。自感式传感器的结构——差动形式上述3种电感传感器使用时，由于线圈中通有交流励磁电流，因而衔铁始终承受电磁吸力，会引起振动。温度升高时，线圈的尺寸增大，电感量随之增大，将引起测量误差。在实际使用中常采用差动形式，两个完全相同的线圈共用一根活动衔铁，构成差动式电感传感器，既可以提高传感器的灵敏度，又可以减小测量误差。差动式电感传感器的结构如图所示。1-差动线圈2-铁心

3-衔铁4-测杆5-工件

任务二：学习互感式传感器互感传感器是把被测位移量转换为一次线圈与二次线圈间的互感量M的变化的装置。由于其结构与变压器相似，两个二次线圈采用差动接法，故又称为差动变压器。目前应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器。

互感式传感器的结构在差动变压器的线框上绕有一组输入线圈（称一次线圈）；在同一线框的上端和下端再绕制两组完全对称的线圈（称二次线圈），它们反向串联，组成差动输出形式。图中标有黑点的一端称为同名端，通俗的说法是指线圈的“头”。

结构特点：两个二次线圈反向串联，组成差动输出形式。互感式传感器的工作原理互感式传感器的工作原理当衔铁处于中间位置时：若工艺上保证变压器结构完全对称,必然会使两互感系数相等。桥路平衡，输出电压为0。当衔铁下移时：衔铁移向二次绕组N22一侧，互感M2增大，M1减小，因而二次绕组N22的感应电动势大于二次绕组N21的感应电动势，差动变压器输出电动势不为零。衔铁位移越大，差动变压器输出电动势就越大，输出电压的相位与激励源反相。当衔铁上移时：衔铁移向二次绕组N21一侧，互感M1增大，M2减小，因而二次绕组N21的感应电动势大于二次绕组N22的感应电动势，差动变压器输出电动势不为零。在传感器的量程内，衔铁位移越大，差动变压器输出电动势就越大，输出电压的相位与激励源同相。任务三：学习电涡流式传感器电涡流效应演示金属导体置于变化的磁场中时，导体表面就会有感应电流产生。电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡流，这种现象称为电涡流效应。电涡流效应及应用电涡流传感器的结构

CZF3型电涡流式传感器1—壳体2—框架3—线圈4—保护套5—填料6—螺母7—电缆

CZF1电涡流探头结构1－电涡流线圈2－探头壳体3－壳体上的位置调节螺纹4－印制电路板5－夹持螺母

6－电源指示灯7－阈值指示灯8－输出屏蔽电缆线9－电缆插头电涡流式传感器的基本结构主要由线圈和框架组成。根据线圈在框架上的安置方法，传感器的结构可分为两种形式：一种是CZF3型电涡流式传感器，另一种是CZF1型电涡流式传感器。金属导体内的渗透深度与传感器线圈的激励信号频率有关，故电涡流式传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。电涡流传感器的类型(a)高频电涡流传感器(b)低频电涡流传感器电涡流传感器常见类型任务四：电感式传感器的应用电涡流式通道安全检查门

电动机转速测量