传感器13章变磁阻式.ppt

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1、传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈传感器技术及应用传感器技术及应用机械机械0920112012第二学期第二学期2012年年2月月传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的

2、电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈第第3章章 变磁阻式传感器变磁阻式传感器1本课内容：本课内容：工作原理工作原理传感器线圈的电器参数分析传感器线圈的电器参数分析自感式传感器自感式传感器类型、结构、应用类型、结构、应用变磁阻式传感器变磁阻式传感器电感式传感器电感

3、式传感器1、自感式、自感式2、互感式、互感式传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈变磁阻（电感）式传感器工作原理变磁阻（电感）式传感器工作原理 被测量被测量 Rm L输出电输出电量：量：电压电压 V

4、电流电流 A频率频率 f变磁阻式变磁阻式传感器传感器测量电路测量电路l应用：应用：常用来检测位移、振动、力、应变、常用来检测位移、振动、力、应变、流量、比重等物理量。流量、比重等物理量。传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列

5、车测速定位地感线圈地感线圈3.1 传感器线圈的电气参数分析传感器线圈的电气参数分析式中：式中：M磁通量；磁通量；W线圈的匝数线圈的匝数,S截面积截面积B磁场强度磁场强度I线圈中电流线圈中电流 0真空中磁导率真空中磁导率l螺线管长度螺线管长度1、通电线圈的磁通量、通电线圈的磁通量lIB2、安培定律、安培定律传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自

6、感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈1）空心线圈）空心线圈式中：式中：铁芯材料的磁导率铁芯材料的磁导率l铁芯长度铁芯长度2）铁芯线圈）铁芯线圈lSlS3、线圈的电感量、线圈的电感量L传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误

7、差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈4、磁路中的磁阻、磁路中的磁阻Rmll 磁路长度，磁路长度，S磁路截面积，磁路截面积，l 材料的磁导率材料的磁导率1）单一材料导磁体：）单一材料导磁体：lSlS传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误

8、差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈2）具有可变气隙的铁芯线圈）具有可变气隙的铁芯线圈（1）闭合磁路：）闭合磁路：RmRF RF导体总磁阻导体总磁阻（2）具有小气隙：）具有小气隙：RmR1R2R R R1铁心铁心2磁阻磁阻、R2衔铁衔铁3磁阻磁阻、有：有：Rm R 传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺

9、管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈3.2 自感式传感器自感式传感器3.2.1 常用的自感式传感器工作原理常用的自感式传感器工作原理l按几何参数变化形式：按几何参数变化形式：l 变气隙式、变气隙式、l 变面积式、变面积式、l 螺管式螺管式l按组成方式：按组成方式：l 差动式差动式传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感

10、式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈1.变气隙式变气隙式自感传感器自感传感器工作原理：工作原理：1)保持铁心、衔铁材料、保持铁心、衔铁材料、结构、线圈匝数不变，结构、线圈匝数不变，2)保持气隙磁通面积保持气隙磁通面积S不便，不便，l则电感则电感 L 是气隙总长是气隙总长 l 的单值函数的单值函数 Rm L被测量被测量衔铁位移衔铁位移传感器技术及应用

11、传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈变隙式自感式传感器输入输出特性为非线性变隙式自感式传感器输入输出特性为非线性 衔铁与铁心间的气隙长度衔铁与铁心间的气隙长度 气隙变化量，即测量范围气隙变化量，即测量范围l 气隙

12、总长气隙总长 l =2 传感器的灵敏度传感器的灵敏度：传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈灵敏度灵敏度K0与气隙与气隙 成反比成反比变隙式自感式传感器适于测变隙式自感式传感器适于测量微小的位移量量

13、微小的位移量l为保证一定的测量范围和为保证一定的测量范围和线性度取：线性度取：l 0.10.5 mm =(1/51/10)传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈2.变面积式自感传感器变面积式自感传感

14、器1）传感器的气隙长度）传感器的气隙长度l 保持不变保持不变2）气隙磁通截面积）气隙磁通截面积S随被测非电量而变随被测非电量而变传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈变面积式自感传感器输入输出特性变

15、面积式自感传感器输入输出特性变面积式特点：变面积式特点：（1）线性度）线性度忽略气隙磁通边缘效应条件下，输出忽略气隙磁通边缘效应条件下，输出特性呈线性，可得到较大的线性范特性呈线性，可得到较大的线性范围。围。（2）灵敏度）灵敏度与变气隙式相比，灵敏度较低。与变气隙式相比，灵敏度较低。传感器的灵敏度传感器的灵敏度传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量

16、电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈3、螺管式自感传感器、螺管式自感传感器l螺管式自感传感器灵敏度较低主磁通近似不变，灵敏度为：主磁通近似不变，灵敏度为：传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应

17、用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈4.差动式电感传感器（图差动式电感传感器（图3-7）(a)结构原理图；结构原理图；(b)电路接线图电路接线图传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字

18、传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈差动连接时，气隙相对变化量的偶次项被消除差动连接时，气隙相对变化量的偶次项被消除l非线性得到改善非线性得到改善l且灵敏度提高一倍。且灵敏度提高一倍。（341）传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传

19、感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈3.2.2 测量电路测量电路一、一、LR电路分析电路分析1、纯电感元件的电压、纯电感元件的电压rLACl电感线圈的电压与电流正交，电感不消耗功率电感线圈的电压与电流正交，电感不消耗功率l纯电感的阻抗纯电感的阻抗2、有导线电阻、有导线电阻r时，时，电感的阻抗电感的阻抗3、电感线圈的品质因数、电感线圈的品质因数r j LZ传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面

20、积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈二、电桥电路输出端对称电桥二、电桥电路输出端对称电桥传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用

21、：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈1、两线圈阻抗：、两线圈阻抗：其中两线圈初始电阻相等其中两线圈初始电阻相等另外两个桥臂为纯电阻桥臂：另外两个桥臂为纯电阻桥臂：Z3Z4R2、输出电压：、输出电压：传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应

22、用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈3.2.3 自感式传感器的误差及改善措施自感式传感器的误差及改善措施1.输出特性的非线性输出特性的非线性2.采用差动结构改善采用差动结构改善3.2.零位误差：零位误差：当衔铁位于中间位置时，当衔铁位于中间位置时，实际输出电压不为零，出现零点残余电压。实际输出电压不为零，出现零点残余电压。4.采用补偿电路消除零位误差。采用补偿电路消除零位误差。3。激励电源的影响。激励电源的影响提高激励电源的频率提高激励电源的频率传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分

23、析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈应用举例应用举例1.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变隙电感式压力传感器结构图传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的

24、电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈2.变磁阻式传感器的应用变磁阻式传感器的应用变隙式差动电感压力传感器变隙式差动电感压力传感器传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原

25、理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈3.变磁阻式传感器的应用变磁阻式传感器的应用钢厂粉尘料仓自感式料位数字传感器钢厂粉尘料仓自感式料位数字传感器1.结构结构传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式

26、螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈工作原理工作原理粉尘未到达线圈时的电感粉尘未到达线圈时的电感L L1 1W W2 2/R/Rm1m1粉尘未到达线圈时的电感粉尘未到达线圈时的电感L L2 2W W2 2/R/Rm2m2空气隙磁阻空气隙磁阻R Rm1m1铁磁粉尘磁阻铁磁粉尘磁阻 R Rm2 m2 ,即：料位到达前自感即：料位到达前自感L L1 1料位到达后自料位到达后自感感L L2 2根据电路理论有：根据电路理论有：d d

27、i i/d/dt t=v v/L/L通通过过采集自感采集自感电电流的流的变变化幅度陡化幅度陡变这变这一一开关量，从而判断物料的位置；开关量，从而判断物料的位置；传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈

28、特点特点1.单线圈气隙式自感传感器线性度单线圈气隙式自感传感器线性度不好，在实际工程中是不能应用的；不好，在实际工程中是不能应用的；在这里，通过自感电流的变化幅度在这里，通过自感电流的变化幅度陡变这一特点采集其开关量，从而陡变这一特点采集其开关量，从而判断物料的位置；判断物料的位置；2.在一根连接杆上可以安装数个单在一根连接杆上可以安装数个单线圈，来达到数字式报警料位的目线圈，来达到数字式报警料位的目的，性能稳定可靠的，性能稳定可靠传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自

29、感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈使用经验：使用经验：在实验中发现在料位到达和未到达自感在实验中发现在料位到达和未到达自感传感器时，其自感电流相差传感器时，其自感电流相差5 5倍之多倍之多应用单片机控制单线圈在料位到达时断应用单片机控制单线圈在料位到达时断电，卸料后恢复通电，既去除铁芯磁电，卸料后恢复通电，既去除铁芯磁性，又可避免单线圈发热性，又可避免单线

30、圈发热在设计中选用高性能漆包线，对自感线在设计中选用高性能漆包线，对自感线圈进行散热设计，所以，线圈在圈进行散热设计，所以，线圈在1001000 0C C 高温环境下仍能正常工作，因而自感高温环境下仍能正常工作，因而自感式料位数字传感器可正常工作于环境式料位数字传感器可正常工作于环境较恶劣的工况较恶劣的工况 传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电

31、路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈4.4.高速磁悬浮列车测速定位系统高速磁悬浮列车测速定位系统由于磁悬浮轨道上有强大的电磁场，由于磁悬浮轨道上有强大的电磁场，只有电感式和电涡流式的传感器比只有电感式和电涡流式的传感器比较适用较适用传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传

32、感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈平面线圈结构的电感式传感器平面线圈结构的电感式传感器自感电感式传感器线自感电感式传感器线圈的电感为：圈的电感为：方形平面方形平面线线圈圈结结构构，与与齿齿槽同槽同宽宽列车运行时，悬浮列车运行时，悬浮气隙基本保持在气隙基本保持在 10 mm10 mm左右左右 探头线圈移动时，探头线圈移动时，与定子齿面与定子齿面(或槽面或槽面)的相对面积发生变的相对面积发生变化，构成变面积式化，构成变面积式自感传感器自感传感器传感

33、器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈电感改变量电感改变量LL与磁路截面积的改变与磁路截面积的改变量量ss为线性关系为线性关系 差动连接的传感器探头线圈差动连接的传感器探头线圈当一个当一个线线圈位于圈位

34、于齿齿面面上方上方电电感量感量为为最大最大值值时时，另一个，另一个线线圈圈则则位位于槽面上方于槽面上方电电感量感量为为最小最小值值传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈传感器的输出波形传感器的输出波

35、形 列车行驶时，传感器输出的正弦信号列车行驶时，传感器输出的正弦信号的周期随运行速度的变化而变化的周期随运行速度的变化而变化 列列车车“静止一运行一停静止一运行一停车车”运行过程中运行过程中的输出波形的输出波形传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁

36、悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈5.交通管理中的地感线圈应用交通管理中的地感线圈应用l实际上在路口的摄像头拍照驾驶实际上在路口的摄像头拍照驾驶员闯红灯可以通过许多种技术实员闯红灯可以通过许多种技术实现，在采用感应线圈触发拍照时，现，在采用感应线圈触发拍照时，在道路施工时，在路面下埋有感在道路施工时，在路面下埋有感应线圈，当有车闯红灯时，感应应线圈，当有车闯红灯时，感应线圈启动电子快门拍照。线圈启动电子快门拍照。传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式

37、传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈超速照相超速照相 传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差

38、自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈电子警察系统电子警察系统传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈传感器

39、技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈传感器技术及应用传感器技术及应用第第3章章 变磁阻式变磁阻式线圈的电器参数分析线圈的电器参数分析铁心线圈的电感量铁心线圈的电感量L磁路总磁阻磁路总磁阻自感式传感器自感式传感器 工作原理工作原理 变气隙式变气隙式 变面积式变面积式 螺管式螺管式差动式电感传感器差动式电感传感器 测量电路测量电路自感式传感器的误差自感式传感器的误差应用：应用：压力传感器压力传感器料位数字传感器料位数字传感器磁悬浮列车测速定位磁悬浮列车测速定位地感线圈地感线圈lEnd