電感測(cè)量傳感器：怎么提高電感傳感器測(cè)量的靈敏度？

1、改進(jìn)后電路的模型建立
1．1半橋式改進(jìn)電路
如果沒(méi)有C1和C2為普通半橋電路，虛線框中為電感傳感器的等效電路，傳感器測(cè)頭的位移帶動(dòng)螺線管中鐵芯上下移動(dòng)，從而改變上下兩個(gè)線圈的電感值。將兩線圈等效成純電阻和純電感的串聯(lián)，如圖中R1和L1組成上線圈，R2和L2組成下線圈，輸出接在上線圈上。實(shí)際傳感器中線圈與輸出的接線不會(huì)變，只是通過(guò)鐵芯移動(dòng)來(lái)改變電感，所以R1和R2固定不變。輸出電壓
在上下兩個(gè)線圈并聯(lián)電容C1和C2后，分別形成了諧振回路I和回路II。如果鐵芯在最下方時(shí)：回路II諧振，回路I失諧。當(dāng)鐵芯在最上方時(shí)：回路I諧振，回路II失諧。由于諧振電路在諧振時(shí)的阻抗會(huì)遠(yuǎn)大于失諧時(shí)的阻抗。可以定性地得出，鐵芯在最下方時(shí)Uout的幅值會(huì)比沒(méi)有電容小，在最上方時(shí)會(huì)比沒(méi)有電容時(shí)大，所以靈敏度會(huì)增大。但在最下方和最上方中間的變化情況，以及它的線性度則需要后邊仿真來(lái)確定。輸出電壓
1．2全橋式改進(jìn)電路
普通全橋電路圖2(a)，傳感器上下兩線圈分別與匹配電阻R3和R4相連，在L1=L2時(shí)電橋平衡，當(dāng)向上發(fā)生△X的位移時(shí)，鐵芯上移，L1增大△L，L2減小△L，Uout的變化會(huì)比半橋方式增加近兩倍，輸出電對(duì)上下兩線圈分別采用并聯(lián)和串聯(lián)電容C1和C2的方式，形成諧振回路I和回路II，通過(guò)后續(xù)仿真觀察這兩種方式電路性能的變化情況。輸出電壓
2、電路的仿真
2．1仿真平臺(tái)及仿真條件
仿真平臺(tái)使用Multisim，它是美國(guó)國(guó)家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬／數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有龐大的元器件庫(kù)和全面的儀器儀表庫(kù)和豐富的仿真分析能力。采用它來(lái)對(duì)改進(jìn)前后的電路進(jìn)行仿真。
在仿真之前，先結(jié)合工程實(shí)際情況對(duì)仿真條件進(jìn)行一些設(shè)定：
(1)激勵(lì)電源：頻率為7．5kHz，峰峰值為5V的交流電。
(2)傳感器：總電感值為10mH差動(dòng)電感傳感器，線性范圍為3～7mH，電感的自身的電阻值為54Ω。
如上文所述R1和R2固定不變，所以R1和R2為27Ω。而對(duì)應(yīng)的純電感L1和L2，會(huì)隨著位移線行變化，滿足L1 L2=10mH(3<l1<7，3<l2<7)。 2．2仿真過(guò)程及結(jié)果="" 對(duì)于半橋時(shí)電路ii由于希望鐵芯在最下方時(shí)回路ii諧振，最上方時(shí)回路i諧振，因?yàn)閘1和l2的變化范圍為3～7mh。l2為7mh時(shí)回路ii諧振，l1為7mh時(shí)回路i諧振。按照仿真條件計(jì)算c1="C2=65nF。簡(jiǎn)化仿真不妨取C1=C2，在65nF附近從55～100nF間隔5nF進(jìn)行仿真，觀察電路性能，仿真結(jié)果如圖3所示。" 可以看出不同的電容值對(duì)電路的性能影響很大，如果選擇不恰當(dāng)，反而會(huì)使系統(tǒng)性能下降。只有選擇適當(dāng)容量的電容大小才能使測(cè)量靈敏度提高，同時(shí)保持盡量小的線性誤差。所以選取曲線在l1="3～7mH段時(shí)，靈敏度最高，線性度最好，進(jìn)行最小二乘計(jì)算，它與普通半橋的對(duì)比如圖4所示。" 經(jīng)matlab計(jì)算普通半橋在3～7mh段，電壓變化范圍1．5～3．5v，電壓對(duì)電感的靈敏度為0．5v／mh。線性度近似為1。對(duì)圖4(b)采用最小二乘法擬合直線后，在3．8～6．3mh段，輸出電壓的變化范圍0．77～4．39v。線性度可達(dá)2．39％，靈敏度為1．448v／mh。="" 對(duì)全橋電路的仿真與半橋的方法類似，需要注意的是希望電橋在l1="L2=5mL時(shí)平衡，所以對(duì)于匹配電阻的選取需要根據(jù)仿真條件計(jì)算" 對(duì)于電路i：r3="R4=|jw×0．005" r1|="237Ω；電路II：R3=R4=|(jwL" r1)∥(1／jwc1)|="817Ω；電路III：R3=R4=|jwL" r1="" (1／jwc1)|="98Ω。" 對(duì)于使用電容的電路，同樣對(duì)不同的電容值條件下的電路進(jìn)行仿真，選出性能最好的如圖5所示。="" 普通全橋在3．8～6．3mh段，電壓變化范圍為-1．2～="" 1．3v，電壓對(duì)電感的靈敏度為1v／mh。線性度近似為1．38。對(duì)圖5(b)和圖5(c)使用matlab進(jìn)行最小擬合直線如圖所示，在3．8～6．3mh段，并聯(lián)方式輸出電壓的變化范圍為-2．66～="" 2．66v，靈敏度為2．130v／mh線性度可達(dá)1．68％。串聯(lián)方式的輸出電壓范圍約為-1．25～="" 1．25v，靈敏度約為2．130v／mh線性度可達(dá)1．33％。="" 更多內(nèi)容：=""

原標(biāo)題：電感式傳感器

電流傳感器是被廣泛用于的一種電磁機(jī)械式傳感器，它除可直接用于測(cè)量直線位移、角位移的靜態(tài)的動(dòng)態(tài)量外，還可以它為基礎(chǔ)，做很多種用途的傳感器，用以測(cè)量力，壓力、轉(zhuǎn)矩等。

電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的一種裝置，可以用來(lái)測(cè)量位移、振動(dòng)、壓力、流量、重量、力矩、應(yīng)變等多種物理量。電感式傳感器的核心部分是可變自感或可變互感，在被測(cè)量轉(zhuǎn)換成線圈自感或互感的變化時(shí)，一般要利用磁場(chǎng)作為媒介或利用鐵磁體的某些現(xiàn)象。這類傳感器的主要特征是具有線圈。

電感式傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，輸出功率大，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)工作環(huán)境要求不高，分辨力較高(如在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)一般可達(dá)0.1 μm),示值誤差一般為示值范圍的0. 1%~0.5%，穩(wěn)定性好。它的缺點(diǎn)是頻率響應(yīng)低，不宜用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。一般說(shuō)來(lái)，電感式傳感器的分辨力和示值誤差與示值范圍有關(guān)。示值范圍大時(shí)，分辨力和示值精度將相應(yīng)降低。電感式傳感器種類很多，有利用自感原理做成的自感式傳感器(通常稱電感式傳感器)和利用互感原理做成的差分變壓器式傳感器。此外，還有利用渦流原理做成的渦流式傳感器、利用壓磁原理做成的壓磁式傳感器和利用互感原理做成的感應(yīng)同步器等。

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電感測(cè)量傳感器：電感式傳感器_1

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電感式傳感器
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本詞條由“科普中國(guó)”科學(xué)百科詞條編寫(xiě)與應(yīng)用工作項(xiàng)目
審核
。
電感式傳感器是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量電測(cè)的一種裝置。利用電感式傳感器，能對(duì)位移、壓力、振動(dòng)、應(yīng)變、流量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強(qiáng)及測(cè)量精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在機(jī)電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。它的主要缺點(diǎn)是響應(yīng)較慢，不宜于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量，而且傳感器的分辨率與測(cè)量范圍有關(guān)，測(cè)量范圍大，分辨率低，反之則高。
[1]
中文名
電感式傳感器
外文名
Inductance Type Transducer
應(yīng)用學(xué)科
物理
自感式
變磁阻式傳感器
互感式
差動(dòng)變壓器式傳感器
目錄
1
裝置簡(jiǎn)介
2
工作原理
3
裝置分類
4
裝置應(yīng)用
5
優(yōu)缺點(diǎn)
6
產(chǎn)品選購(gòu)
7
產(chǎn)品要求
電感式傳感器裝置簡(jiǎn)介
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語(yǔ)音
電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、 振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量L或互感量M的變化, 再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 工作可靠, 測(cè)量精度高, 零點(diǎn)穩(wěn)定, 輸出功率較大等一系列優(yōu)點(diǎn), 其主要缺點(diǎn)是靈敏度、線性度和測(cè)量范圍相互制約, 傳感器自身頻率響應(yīng)低, 不適用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。電感式傳感器種類很多，常見(jiàn)的有自感式傳感器，互感式傳感器和電渦流式傳感器三種。
電感式傳感器工作原理
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語(yǔ)音
電感式傳感器的工作原理是電磁感應(yīng)。它是把被測(cè)量如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動(dòng)變壓器式）兩種
[2]
。變磁阻式傳感器
圖1
當(dāng)一個(gè)線圈中電流i變化時(shí)，該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化，因而在線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)e，這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)稱為自感電勢(shì)。變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為δ，傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，氣隙厚度δ發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，因此只要能測(cè)出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。特點(diǎn)：變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度，這樣對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大倍數(shù)要求低。但是受氣隙δ寬度的影響，該類傳感器的測(cè)量范圍很小?？勺兇抛枋絺鞲衅髯愿凶愿蠰與氣隙δ成反比，而與氣隙導(dǎo)磁截面積S0成正比。靈敏度S與氣隙長(zhǎng)度δ的平方成反比，δ愈小，靈敏度S愈高。為了減小非線性誤差，在實(shí)際應(yīng)用中，一般取。這種傳感器適用于較小位移的測(cè)量，一般約為0.001～1 mm。差動(dòng)變壓器式傳感器互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測(cè)位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。由于常采用兩個(gè)次級(jí)線圈組成差動(dòng)式，故又稱差動(dòng)變壓器式傳感器。差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量，如用交流電壓表指示，則輸出值只能反應(yīng)鐵芯位移的大小，而不能反應(yīng)移動(dòng)的極性；同時(shí)，交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓，使活動(dòng)銜鐵位于中間位置時(shí)，輸出也不為零。因此，差動(dòng)變壓器式傳感器的后接電路應(yīng)采用既能反應(yīng)鐵芯位移極性，又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動(dòng)直流輸出電路。
圖2
把被測(cè)的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器稱為互感式傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級(jí)繞組用差動(dòng)形式連接，故稱差動(dòng)變壓器式傳感器。差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)形式較多，有變隙式、變面積式和螺線管式等。變隙式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。圖2中r1a與L1a , r1b與L1b , r2a與L2a , r2b與L2b，分別為W1a , W1b , W2a, W2b繞阻的直流電阻與電感。電渦流式傳感器
圖3
金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中旋渦一樣在導(dǎo)體轉(zhuǎn)圈，這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。 根據(jù)法拉第定律，當(dāng)傳感器線圈通以正弦交變電流I1時(shí)，線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場(chǎng)H1，使置于此磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流I2，I2又產(chǎn)生新的交變磁場(chǎng)H2。
電感式傳感器裝置分類
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語(yǔ)音
電感式傳感器分為 3 種類型：改變氣隙厚度 δ 的自感傳感 器，即變間隙式電感傳感；改變氣隙截面 S 的自感傳感器，即 變截面式電感傳感器；同時(shí)改變氣隙厚度 δ 和氣隙截面 S 的自 感傳感器，即螺管式電感傳感器。變間隙型電感傳感器這種傳感器的氣隙 δ 隨被測(cè)量的變 化而改變，從而改變磁阻。 它的靈敏度和非線性都隨氣隙的增 大而減小，因此常常要考慮兩者兼顧． δ 一般取在 0． 1 ～ 0． 5 毫 米之間。改變面積型電感傳感器這種傳感器的鐵芯和銜鐵之間的 相對(duì)覆蓋面積( 即磁通截面) 隨被測(cè)量的變化而改變，從而改 變磁阻． 它的靈敏度為常數(shù)，線性度也很好。 螺管插鐵型電感傳感器。 它由螺管線圈和與被測(cè)物體相連 的柱型銜鐵構(gòu)成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻 的變化。 銜鐵隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)改變了線圈的電感量。這種傳 感器的量程大，靈敏度低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作。螺管插鐵型電感傳感器它由螺管線圈和與被測(cè)物體相連的柱型銜鐵構(gòu)成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻的變化。銜鐵隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)改變了線圈的電感量。這種傳感器的量程大，靈敏度低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作。
電感式傳感器裝置應(yīng)用
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語(yǔ)音
傳感器作為采集和獲取信息的工具，對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)化檢測(cè)和質(zhì)量監(jiān)測(cè)起著重要作用。電感式傳感器是一種互感式電感傳感器，它可將微小的機(jī)械量，如位移、振動(dòng)、壓力造成的長(zhǎng)度、內(nèi)徑、外徑、不平行度、不垂直度、偏心、橢圓度等非電量物理量的幾何變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的微小變化，轉(zhuǎn)化為電參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，是一種靈敏度較高的傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、輸出功率大、抗阻抗能力強(qiáng)、對(duì)工作環(huán)境要求不高、穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于各種工程物理量檢測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中
[3]
。比如:用電感式位移傳感器提高軸承制造的精度；用電感測(cè)微儀測(cè)量微小精密尺寸的變化；實(shí)現(xiàn)液壓閥開(kāi)口位置的精準(zhǔn)測(cè)量；用于設(shè)計(jì)智能紡織品的柔性傳感器；用電感傳感器原理的孔徑錐度誤差測(cè)量?jī)x；用電感傳感器檢測(cè)潤(rùn)滑油中磨粒；用電感傳感器監(jiān)測(cè)吊具導(dǎo)向輪等等
[4]
。電感傳感器還可用作磁敏速度開(kāi)關(guān)、齒輪齡條測(cè)速等，該類傳感器廣泛應(yīng)用于紡織、化纖、機(jī)床、機(jī)械、冶金、機(jī)車汽車等行業(yè)的鏈輪齒速度檢測(cè)，鏈 輸送帶的速度和距離檢測(cè)，齒輪齡計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)速表及汽車防護(hù)系統(tǒng)的控制等。另外該類傳感器還可用在給料管系統(tǒng)中小物體檢測(cè)、物體噴出控制、斷線監(jiān)測(cè)、小零件區(qū) 分、厚度檢測(cè)和位置控制等。電感式位移傳感器利用導(dǎo)線制成特定的線圈繞組，根據(jù)其位移量的變化而使繞組線圈的白感量或是互感量發(fā)生變化來(lái)進(jìn)行位移測(cè)量，因此根據(jù)其轉(zhuǎn)換原理電感式位移傳感器可分為自感型和互感型兩大類。電感式位移傳感器是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)科科學(xué)技術(shù)上，尤其是在白動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)械加工與測(cè)量行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛
[5]
。
電感式傳感器優(yōu)缺點(diǎn)
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語(yǔ)音
電感式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠；(2) 靈敏度高，最高分辨力達(dá)0.1μm ；(3) 測(cè)量精確度高，輸出線性度可達(dá)±0.1% ；(4) 輸出功率較大，在某些情況下可不經(jīng)放大，直接接二次儀表。其缺點(diǎn)是：(1) 傳感器本身的頻率響應(yīng)不高，不適于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量；(2) 對(duì)激磁電源的頻率和幅度的穩(wěn)定度要求較高;(3) 傳感器分辨力與測(cè)量范圍有關(guān)，測(cè)量范圍大，分辨力低，反之則高。
電感式傳感器產(chǎn)品選購(gòu)
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語(yǔ)音
(1) 方案選擇在選擇方案之前應(yīng)首先弄清給定的技術(shù)指標(biāo)，如示值范圍、示值誤差、分辨力、重復(fù)性誤差、時(shí)漂、溫漂、使用環(huán)境等。(2) 鐵心材料的選擇鐵心材料選擇的主要依據(jù)是要具有較高的導(dǎo)磁系數(shù)，較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和較小的磁滯損耗，剩磁 和矯頑磁力 都要小。另外，還要求電阻率大，居里點(diǎn)溫度高，磁性能穩(wěn)定，便于加工等。常用導(dǎo)磁材料有鐵氧體、鐵鎳合金、硅鋼片和純鐵。(3)電源頻率的選擇提高電源頻率有下列優(yōu)點(diǎn)：能提高線圈的品質(zhì)因數(shù)；靈敏度有一定的提高；適當(dāng)提高頻率還有利于放大器的設(shè)計(jì)。但是，過(guò)高的電源頻率也會(huì)帶來(lái)缺點(diǎn)，如鐵心渦流損耗增加；導(dǎo)線的集膚效應(yīng)等會(huì)使靈敏度減低；增加寄生電容（包括線圈匝間電容）以及外界干擾的影響。
電感式傳感器產(chǎn)品要求
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語(yǔ)音
1、檢測(cè)距離的衰減性?；N為鐵質(zhì)，適合電感式傳感器檢測(cè)；而滑翹被測(cè)部分的尺寸略小于標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物尺寸（標(biāo)準(zhǔn)被測(cè)物尺寸為3倍額定檢測(cè)距離，此應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)尺寸應(yīng)為120*120mm），這樣的話就會(huì)有一定的衰減。2、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力。這個(gè)是不容忽視的問(wèn)題，普通電感式傳感器容易被電機(jī)或變頻器干擾，很多技術(shù)人員只對(duì)在此附近的應(yīng)用選擇相應(yīng)強(qiáng)抗電磁干擾的傳感器。但在汽車制造車間，廠房大，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員習(xí)慣使用對(duì)講機(jī)溝通，尤其是邊走邊用對(duì)講機(jī)對(duì)話時(shí)，會(huì)不經(jīng)意的靠近傳感器，導(dǎo)致短暫失效。3、安裝方面。隨著電感式傳感器的普及，傳感器不僅僅在電氣性能方面有所提升，其機(jī)械方面的設(shè)計(jì)也越來(lái)越人性化。要在最大程度的實(shí)現(xiàn)人性化安裝。減少了多種近似產(chǎn)品的備貨和減少了安裝、維護(hù)的時(shí)間。4、穩(wěn)定運(yùn)行的保障。在車廠的使用中，要杜絕任何油污、塵污的侵蝕。另外，滑翹經(jīng)過(guò)軌道時(shí)，震動(dòng)是長(zhǎng)期存在的，優(yōu)異的抗震動(dòng)性同樣是有著非常重要的作用
[6]
。
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電感式傳感器具有哪些顯著特點(diǎn)？
電感式傳感器是利用線圈自感或互感的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的一種裝置，被大量應(yīng)用在各行各業(yè)，特別是機(jī)床行業(yè)和汽車制造等行業(yè)。電感式傳感器通常由振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路三大部分組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)活動(dòng)電觸點(diǎn)，工作壽命長(zhǎng)，而且靈敏度和分辨力高，輸出信號(hào)強(qiáng)。線性度和重復(fù)性都比較好，能...
2020-11-200
長(zhǎng)江傳感
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電感式傳感器在數(shù)控切割機(jī)中割炬定位及防碰撞保護(hù)的應(yīng)用
數(shù)控切割機(jī)是工業(yè)領(lǐng)域在生產(chǎn)制造過(guò)程中的重要設(shè)備，更是型鋼、鋼板及鋼管熱切割中的必要工序。從早期替代手工下料，到現(xiàn)在完全依賴數(shù)控切割機(jī)。這類技術(shù)的發(fā)展為機(jī)械、冶金、化工、造船和橋梁等行業(yè)帶來(lái)了巨大的生產(chǎn)力，如今已很難想象沒(méi)有數(shù)控切割機(jī)的場(chǎng)景。伴隨著工業(yè)自動(dòng)化不斷的發(fā)展，等離子...
2020-10-231
參考資料
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電感式傳感器原理
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電感式傳感器應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線
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電感測(cè)量傳感器：電感式傳感器的功能及測(cè)量原理

電感式傳感器應(yīng)用的理論基礎(chǔ)是電磁感應(yīng)，
即利用線圈電感或互感的改變來(lái)
實(shí)現(xiàn)非電量測(cè)量。依據(jù)電磁感應(yīng)的原理，把被測(cè)物理量變化轉(zhuǎn)換為自感系數(shù)
L
或互感系數(shù)
M
的變換。前者稱為自感式傳感器，后者稱為互感式傳感器或變壓
器式傳感器。

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電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、分辨率高、零點(diǎn)漂移小、線性度好、性能
穩(wěn)定、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是靈敏度、線性度和測(cè)量范圍相互制約，傳感器
自身頻率響應(yīng)低，不適用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。在工業(yè)自動(dòng)化中，廣泛應(yīng)用于位移、
壓力、流量等方面的測(cè)量。

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電感式傳感器的種類很多，
根據(jù)工作原理的不同，
可分為變磁阻式、
變氣隙
式（自感式），變壓器式和渦流式（互感式）等種類。

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M. Faraday
在其提出的電磁感應(yīng)定律（
1831
年）指出，當(dāng)一個(gè)線圈中電流
i
變化時(shí)，該電流產(chǎn)生的磁通量
Φ
也隨之變化，因而在線圈繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)
e
，

這種現(xiàn)象稱為自感，
產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)稱為自感電勢(shì)。
變磁阻式傳感器屬于自感式
傳感器。這種形式的電感傳感器也稱為變氣隙式電感傳感器。

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它由線圈、鐵芯和銜鐵

3
部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或其
他合金制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為
δ
，被測(cè)部件與銜鐵相連。
當(dāng)被測(cè)部件移動(dòng)時(shí)，就引起銜鐵移

動(dòng)，氣隙厚度
δ
隨之發(fā)生改變，引起磁路中
磁阻的變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，因此只要能測(cè)出電感量的變化，
就能確定銜鐵位移量的大小和方向，也就

實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)部件的測(cè)量。

?
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差動(dòng)變隙式電感傳感器由兩個(gè)相同的電感線圈和磁路組成。
測(cè)量時(shí)，
銜鐵與被測(cè)物體相
連，
當(dāng)被測(cè)物體上下移動(dòng)時(shí)，
帶動(dòng)銜鐵以相同的位移上下移動(dòng)，
兩個(gè)磁回路的磁阻發(fā)生大小
相等、
方向相反的變化，
一個(gè)線圈的電感量增加，
另一個(gè)線圈的電感量減小，
形成差動(dòng)結(jié)構(gòu)。
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供應(yīng)鏈的整合能力，為廣大的用戶提供了傳感

器、圖爾克傳感器、變頻器、斷
路器、繼電器、
PLC
、工控機(jī)、儀器儀表、氣缸、五金工具、伺服電機(jī)、勞保用
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