传感器与检测技术第五讲PPT讲稿.ppt

《传感器与检测技术第五讲PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器与检测技术第五讲PPT讲稿.ppt（30页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、传感器与检测技术第五讲第1页，共30页，编辑于2022年，星期四工作原理：电感式传感器是利用线圈自感或互感的变工作原理：电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化实现测量的一种装置。化实现测量的一种装置。n电感式传感器的核心部分是可变自感或可变互感，电感式传感器的核心部分是可变自感或可变互感，在将被测量转换成线圈自感或线圈互感的变化时，在将被测量转换成线圈自感或线圈互感的变化时，一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象。这类传感器的主要特征是具有电感绕组。象。这类传感器的主要特征是具有电感绕组。n电感式传感器具有以下优点：结构简单可靠、输电感式传感器具

2、有以下优点：结构简单可靠、输出功率大、输出阻抗小、抗干扰能力强、对工作出功率大、输出阻抗小、抗干扰能力强、对工作环境要求不高、分辨力较小（如在测量长度时一环境要求不高、分辨力较小（如在测量长度时一般可达）、示值误差一般为示值范围的、稳定性般可达）、示值误差一般为示值范围的、稳定性好。它的缺点是频率响应低，不宜用于快速测量。好。它的缺点是频率响应低，不宜用于快速测量。第2页，共30页，编辑于2022年，星期四 自感式电感传感器自感式电感传感器 n自感式电感传感器的工作原理自感式电感传感器的工作原理n自感式电感传感器的测量电路自感式电感传感器的测量电路第3页，共30页，编辑于2022年，星期四自感

3、式电感传感器的种类自感式电感传感器的种类变间隙式电感传感器变间隙式电感传感器（差动电感传感器）（差动电感传感器）变面积型电感传感器变面积型电感传感器（差动电感传感器（差动电感传感器）螺管型电感传感器螺管型电感传感器 （差动电感传感器（差动电感传感器）第4页，共30页，编辑于2022年，星期四变间隙式电感传感器变间隙式电感传感器第5页，共30页，编辑于2022年，星期四变面积型电感传感器变面积型电感传感器第6页，共30页，编辑于2022年，星期四螺管型电感传感器螺管型电感传感器第7页，共30页，编辑于2022年，星期四差动式电感传感器n两个线圈共用同一个衔铁两个线圈共用同一个衔铁为了改善其线性以

4、在实际中大都采用差动式。为了改善其线性以在实际中大都采用差动式。第8页，共30页，编辑于2022年，星期四差动式的与单线圈的相比，有下列优点：、差动式的与单线圈的相比，有下列优点：、1、线性好；、线性好；2、灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同时，、灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同时，输出信号大一倍；输出信号大一倍；3、温度变化、电源波动、外界干扰等对传、温度变化、电源波动、外界干扰等对传感器的影响，由于能够相互抵消而减小；感器的影响，由于能够相互抵消而减小；4、电磁吸力对测力变化的影响也由于能够相、电磁吸力对测力变化的影响也由于能够相互抵消而减小。互抵消而减小。第9页，共30页，编辑于2022年，星

5、期四自感式电感传感器的测量电路自感式电感传感器的测量电路n交流电桥是电感式传感器的主要测量电路，交流电桥是电感式传感器的主要测量电路，它的作用是将线圈电感的变化转换成电桥电它的作用是将线圈电感的变化转换成电桥电路的电压或电流输出。路的电压或电流输出。电感电桥 电容电桥 第10页，共30页，编辑于2022年，星期四变压器式交流电桥电路 差动传感器的两差动电感分别接在两个桥差动传感器的两差动电感分别接在两个桥臂上。臂上。第11页，共30页，编辑于2022年，星期四互感式电感传感器互感式电感传感器(差差动变压动变压器式器式传传感器感器)互感式互感式传传感器本身是其互感系数可感器本身是其互感系数可变变

6、的的变压变压器，当一次器，当一次侧线侧线圈圈接入激励接入激励电压电压后，二次后，二次侧线侧线圈将圈将产产生感生感应电压输应电压输出，互感出，互感变变化化时时，输输出出电压电压将作相将作相应变应变化。一般，化。一般，这这种种传传感器的二次感器的二次侧线侧线圈有两个，圈有两个，接接线线方式又是差方式又是差动动的，故常称之的，故常称之为为差差动变压动变压器式器式传传感器。感器。第12页，共30页，编辑于2022年，星期四差动变压器的等效电路差动变压器的等效电路第13页，共30页，编辑于2022年，星期四差动变压器的输出特性曲线差动变压器的输出特性曲线第14页，共30页，编辑于2022年，星期四零点残

7、余电压 v零点残余电压的大小是判别传感器质量的重要标志之一零点残余电压的大小是判别传感器质量的重要标志之一。v造成零残电压的原因，总的来说，是两电感线圈的等效参数不对称。造成零残电压的原因，总的来说，是两电感线圈的等效参数不对称。第15页，共30页，编辑于2022年，星期四减小残余电动势的方法减小残余电动势的方法n尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称。参数和磁路的对称。n选用合适的测量电路选用合适的测量电路n采用补偿线路减小零点残余电动势采用补偿线路减小零点残余电动势第16页，共30页，编辑于2022年，星期四（c）减小零位输出的补偿电路减小零位

8、输出的补偿电路 第17页，共30页，编辑于2022年，星期四差动变压器的结构类型差动变压器的结构类型 第18页，共30页，编辑于2022年，星期四差动变压器优缺点：差动变压器优缺点：n优点：不存在机械过载；优点：不存在机械过载；对温度变化不敏感，适合于现场使用。对温度变化不敏感，适合于现场使用。n缺点：不适宜高频动态测量缺点：不适宜高频动态测量第19页，共30页，编辑于2022年，星期四差动变压器的测量电路差动变压器的测量电路n差动整流电路差动整流电路n相敏检波电路相敏检波电路差动整流电路第20页，共30页，编辑于2022年，星期四相敏检波电路相敏检波电路第21页，共30页，编辑于2022年，

9、星期四电涡流式传感器n金属导体置于变化着的磁场中，导体内金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中旋就会产生感应电流，这种电流像水中旋涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流。这种现象就称为涡流效应。流或涡流。这种现象就称为涡流效应。电涡流式传感器就是在这种涡流效应的电涡流式传感器就是在这种涡流效应的基础上建立起来的。基础上建立起来的。（一）基本原理（一）基本原理第22页，共30页，编辑于2022年，星期四v要形成涡流必须具备下列二个条件：要形成涡流必须具备下列二个条件：存在交变磁场；存在交变磁场；导电体处于交变磁场之中。导电体处于交

10、变磁场之中。v涡流式传感器主要由产生交变磁场的通电线圈涡流式传感器主要由产生交变磁场的通电线圈和置于线圈附近因而处于交变磁场中的金属导体和置于线圈附近因而处于交变磁场中的金属导体两部分组成。两部分组成。第23页，共30页，编辑于2022年，星期四涡流作用原理：涡流作用原理：第24页，共30页，编辑于2022年，星期四应用大致有下列四个方面：应用大致有下列四个方面：利用位移利用位移作为变换量，也可以是被测量位移、作为变换量，也可以是被测量位移、厚度、振幅、振摆、转速等传感器，也可做成接厚度、振幅、振摆、转速等传感器，也可做成接近开关、计数器等；近开关、计数器等；利用材料电阻率利用材料电阻率作为变

11、换量，可以做成测作为变换量，可以做成测量温度、材质判别等感器；量温度、材质判别等感器；利用导磁率利用导磁率作为变换量，可以做成测量应力、作为变换量，可以做成测量应力、硬度等传感器；硬度等传感器；利用变换量利用变换量 、等的综合影响，等的综合影响，可以做成探伤装置等。可以做成探伤装置等。第25页，共30页，编辑于2022年，星期四电感式传感器的应用电感式传感器的应用n力和压力的测量力和压力的测量n振动和加速度的测量振动和加速度的测量n液位测量液位测量n位移测量位移测量第26页，共30页，编辑于2022年，星期四力和压力的测量力和压力的测量第27页，共30页，编辑于2022年，星期四振动和加速度的测量振动和加速度的测量第28页，共30页，编辑于2022年，星期四n液液位位测测量量第29页，共30页，编辑于2022年，星期四位移测量位移测量第30页，共30页，编辑于2022年，星期四