电感式位移传感器.ppt
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1、 电感式传感器 电感式位移传感器实例 电磁感应利用线圈电感或互感的改变来实现非电量测量分为变磁阻式、变压器式、涡流式等特点:工作可靠、寿命长灵敏度高,分辨力高精度高、线性好性能稳定、重复性好变磁阻式传感器 4.1.1工作原理工作原理 4.1变磁阻式传感器变磁阻式传感器通常气隙磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻,即 分为变气隙厚度的传感器和变气隙面积的传感器。目前使用最广泛的是变气隙厚度式电感传感器4.1.2输出特性输出特性L与之间是非线性关系,特性曲线如所示。变隙式电压传感器的L-特性分析:分析:当衔铁处于初始位置时,初始电感量为 当衔铁上移时,传感器气隙减小,即=0,则此时输出电感为灵敏度为 可见:
2、变间隙式电感传感器的测量范围与灵敏度及线性度相矛盾,因此变隙式电感式传感器适用于测量微小位移的场合。与 衔铁上移 切线斜率变大衔铁下移切线斜率变小 为了减小非线性误差,实际测量中广泛采用差动变隙式电感传感器。4.1.3测量电路测量电路交流电桥式、变压器式交流电桥以及谐振式等。1.电感式传感器的等效电路电感式传感器的等效电路当Q2LC且2LC1时高Q值有Z1+Z2j(L1+L2),则电桥输出电压为(4-20)2.交流电桥式测量电路交流电桥式测量电路 3.变压器式交流电桥变压器式交流电桥使用元件少,输出阻抗小,获得广泛应用 (1)变压器电路当传感器衔铁上移:如Z1=Z+Z,Z2=ZZ,当传感器衔铁
3、下移:如Z1=ZZ,Z2=Z+Z,此时 由于 是交流电压,输出指示无法判断位移方向,必须配合相敏检波电路来解决。(2)相敏检波电路(a)非相敏整流电路;(b)相敏整流电路使用相敏整流,输出电压U0不仅能反映衔铁位移的大小和方向,而且还消除零点残余电压的影响,调幅电路:特点:此电路灵敏度很高,但线性差,适用于线性度要求不高的场合。4.谐振式测量电路谐振式测量电路分为:谐振式调幅电路和谐振式调频电路。调频电路:传感器电感L的变化引起输出电压频率的变化。把传感器电感L和电容C接入一个振荡回路中,其振荡频率。当L变化时,振荡频率随之变化,根据f的大小即可测出被测量的值。传感器电感L变化会引起输出电压相
4、位变化.5.5.调相式转换电路形式调相式转换电路形式 6.6.自感传感器的灵敏度自感传感器的灵敏度 传感器结构灵敏度 转换电路灵敏度 总灵敏度 第一项决定于传感器的类型第一项决定于传感器的类型第二项决定于转换电路的形式第二项决定于转换电路的形式第三项决定于供电电压的大小第三项决定于供电电压的大小 气隙型、变压器电桥气隙型、变压器电桥传感器传感器传感器灵敏度的单位为 mV/(mV)电源电压为1V,衔铁偏移1m时,输出电压为若干毫伏 变磁阻式传感器的应用变磁阻式传感器的应用变隙电感式压力传感器结构图 差动变压器式传感器差动变压器式传感器 把被测的非电量变化转换为线圈互感变化 根据变压器的基本原理制
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- 电感 位移 传感器
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