电感传感器第一讲自感与互感传感器

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09D12

课 节 2 课堂类型讲授课 题第三章电感式传感器第一节自感传感器 其次节互感传感器教学目的与要求重点难点教具教学关心活动

【学问目标】1、了解自感式传感器的构造、工作原理。2、差动变压器的构造、工作原理、测量电路重点把握差动螺线管式电感变压器、差动相敏检波电路以及一次仪表的相关学问。【力量目标】培育学生理论分析及理论联系实际的力量。标。重点：差动变压器工作特性、相敏检波电路的工作特性、一次仪表的输出。难点：相敏检波电路的工作特性教具：多媒体课件、变压器、毫安表、沟通接触器、导线教学关心活动：提问、学生争论12一节教学过程安排

复习 3、举例测温热传感器应用4、气敏的工作特性与应用5、湿敏电阻的工作特性与应用1、了解自感式传感器的构造、工作原理。2、差动变压器的构造、工作原理、测量电路讲课 重点把握差动螺线管式电感变压器。341小结 2、利用10分钟时间与学生互动答疑作业 习题册第三章电感传感器习题

5分钟70分钟13分钟2分钟任课教师：叶睿2023年1月20日 审查教师签字： 年 月 日教案附页【复习提问】上节课学问点：1、测温热传感器的工作特性、热电阻的分类2、测温热传感器测量转换电路及优点3、举例测温热传感器应用4、气敏的工作特性与应用5、湿敏电阻的工作特性与应用第三章 电感式传感器【课导入】电测的一种装置。可以测量位移及与位移有关的工件尺寸。本章要点：1、自感式传感器的构造、工作原理。感变压器。3、把握差动相敏检波电路第一节自感式传感器【本节内容设计】感器的优点，为后续学习做学问储藏。【授课内容】自感式传感器的工作原理002

A K2L：线圈匝数；隙厚度。固定任意两个量就可以进展某一个量的测量：演示：380V沟通接触器线圈与沟通毫安表串联后，接到机床用掌握变压器的36V沟通电压源上，如图4-1所示。这时毫〔称为衔铁〕往下按，我们会觉察毫安表的读数渐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时，毫安表的读数只剩下十几毫安。N2A；

AI

(3 1)L 0

Z X 2 fLL隙厚度fXLLA电感量变小，感抗小，线路电流大；气隙厚度小，电感量变大，感抗大，线路电流小。与试验结论全都。L看出：敏度与初始气隙厚度有关，呈非线性，测量较小位移较准确，为减小误差实际测量多承受差动形式。二、变面积式电感传感器的根本工作原理线性区较小，灵敏度较低，使用少。三、单线圈螺线管式电感传感器单线圈螺线管式电感传感器，当衔铁工作在螺线管的中部时，可以认为线圈内磁场强度是均匀的，此时线圈电感量L与衔铁插入深度l大致成正比。测量稍大一点的位移。四、差动电感传感器的特性1、构造如图差动电感传感器的构造要求是两个导磁体的几何尺寸完全一样，材料性能完全一样；两个线圈的电气参数〔电感、匝数、直流电阻、分布电容〕和几何尺寸完全一样。消温度、噪声干扰，从而减小测量误差。2、特性从灵敏度公式看出灵敏度为非差动2倍。可以减小测量误差、线性范围较宽。五、测量转换电路差动电感的变压器电桥转换电路3-5Z1、Z2是差动电感传感器的两个线圈阻抗。另两臂为鼓励变压器的二次绕10VAB两点。U当衔铁处于中间位置时：桥路平衡，输出电压=0。Uo值增大，其相位与鼓励源同相。QLRLUo2 UiL差动电感的变压器电桥转换电路衔铁上移时：输出电压的相位与鼓励源反相。〔解释一般的指示仪表〕2、相敏检波电路：在桥路的输出端接上一般仪表，显示不出相位和衔铁的位移方向假设输出电压在送到指示仪前经过一个能判别相位的检波电路，则不但可以反映位移的大小〔的幅值，还可以反映位移的方向〔的相位这种检波电路称为相敏检波电路。仪表指针反向偏转。承受相敏检波电路，得到的输出信号既能反映位移大小，也能反映位移方向。在下一节内容具体学习。其次节差动变压器传感器【本节内容设计】管式差动变压器的工作特性、相敏检波电路。最终学习自感传感器在工业检测中的应用。为实际检测与测量工程做学问与技能的储藏。【授课内容】一、原理：差动变压器式传感器是把被测位移量转换为一次线圈与二次线圈M的变化的装置。当一次线圈接入鼓励电源之后，二次线圈就将产生感应电动势，当两者间的互感量变化时，感应电动势也相应变化。由于两个二次线圈承受差动接法，故称为差动变压器。目前二、构造特点：

差动变压器构造示意图及外形图1－一次线圈 2－二次线圈3－衔铁4－测杆N21、N22的有关端点正确地连接起来中间初级，两边次级铁芯在骨架中间1—100mm范围内机械位移。三、灵敏度0.5~5V/mm，行程越小，灵敏度越10V1~10kHz为好。差动变压器线性范围约为线圈骨架长度的 1/10左右。能到达100mm以上。四、测量转换电路出电压如用沟通电压表来测量时，无法判别衔铁移动的方向。解决方法：承受差动相敏检波电路承受差动整流电路1、差动整流电路：差动变压器的二次电压、分别经VD1～VD4、VD5～VD8两个一般UaoUboUaoUbo是反向串联的，该电路是以两个桥路整流后的直流电压之差作为输出的，所以称为差动整流电路。Uc3=Uab=Uao-UboTU0＞0TU0＜02、RP的作用：RP用来微调电路平衡的。3、低通滤波电路：Ｕi周期的十倍以上。4、差动减法放大器：AR21、R22、Rf、R23a、b两点的对地共模电压。b图是当衔铁上移时的各点输出波形。当差动变压器承受差动整流测量电路时，应恰当设置一次线圈和二次线圈的匝数比，使、在衔能抑制二极管的正向非线性的影响，减小测量误差。第三节差动传感器的应用【本节内容设计】际检测与测量工程做学问与技能的储藏。【授课内容】工件尺寸均可测量。一、位移测量测量过程测量时红宝石〔或钨钢〕测端接触被测线圈电感量的变化体尺寸的变化测微仪器的最小量程为3μm。二、电感式滚柱直径分选装置测量过程电感测微计的测杆在电磁铁掌握下，先提高，汽缸推杆3将滚珠7向下压住滚珠。滚珠的直径打算了衔铁的位移量。电感传感器的输出信号经相敏检波后送到计算机，计算出直径的变差量。电感测微器的硬质合金端与标准凸轮外表轮廓接触。当衔铁不在差动电感线圈的中间位置时，测微器有输出。动龙门框架上移或下移。工件围绕测头旋转并与测头接触，通过杠杆将位移传递给电感测头的衔铁，从而使差动电感有相应的输出。膜片是一种压有同心波浪的圆形薄膜。当膜片四周固定，两侧面存在适用于各种生产流程中液体、水蒸气及气体压力。被测气体未导入，膜盒2无位移，活动衔铁在差动线圈的中间位置，因而输出电压为零。12，自由端产生一个正比于被测压力的位移，测杆使衔铁向上移动，在差动变压器二次线圈产生感应电动4上的电子线路处理后，送到二次仪表加以显示。六、一次仪表与4～20mA二线制输出方式一次仪表与4～20mA二线制输出方式1、一次仪表：前述的压力变送器已经将传感器与信号处理电路组合在一个壳体中，并安装在检测现场，在工业中常常被电流。由于电流信号不易受干扰，且便于远距离传输〔可以不考虑线路压降0～10mA0～2V。应于零输入，20mA对应于满度输入。3、本底电流：0～4mA这一范围的缘由以及“本底”电流：一方面是有利于推断线路故障〔开路〕或仪表故障；另一方面，这类一次仪4mA〔称为“本底”电本底”电流为一次仪表的内部电路供给工作电流，使一次仪表成为两线制仪表。4、二线制仪表〔红号传输线。5、电流与电压的转换：在信号传输线的末端通过一只标准负载电阻〔也称取样电阻〕接地〔也就是电源负极，将电流信号转变成电压信号。假设取样电阻=500.0 4~20mAUo2~10V。[学问小结]:1、自感式传感器的构造、工作原理。感变压器。3、把握差动相敏检波电路相关学问。4、一次仪表变送