電感傳感器的測量電路：電感傳感器

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電感傳感器
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電感傳感器是將被測量轉換為線圈的自感或互感的變化來測量的裝置。電感傳感器還可用作磁敏速度開關、齒輪齡條測速等。
中文名
電感傳感器
原    理
自感或互感
用    處
用作磁敏速度開關、齒輪齡條測速等
類    別
科學
應用領域
紡織、化纖、機床、機械、冶金
特    點
無活動觸點、可靠度高、壽命長等
目錄
1
應用
2
原理
3
特點
4
分類
5
測試電路
電感傳感器應用
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語音
帶有模擬輸出的電感式接近傳感器是一種測量式控制位置偏差的電子信號發生器，其用途非常廣泛。例如：可測量彎曲和偏移；可測量振蕩的振幅高度；可控制尺寸的穩定性；可控制定位；可控制對中心率或偏心率。電感傳感器還可用作磁敏速度開關、齒輪齒條測速等，該類傳感器廣泛應用于紡織、化纖、機床、機械、冶金、機車汽車等行業的鏈輪齒速度檢測，鏈輸送帶的速度和距離檢測，齒輪齒計數轉速表及汽車防護系統的控制等。另外該類傳感器還可用在給料管系統中小物體檢測、物體噴出控制、斷線監測、小零件區分、厚度檢測和位置控制等 。
電感傳感器原理
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由鐵心和線圈構成的將直線或角位移的變化轉換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感器。這種傳感器的線圈匝數和材料導磁系數都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當把線圈接入測量電路并接通激勵電源時，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。
電感傳感器特點
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電感式傳感器的特點是：①無活動觸點、可靠度高、壽命長；②分辨率高；③靈敏度高；④線性度高、重復性好；⑤測量范圍寬（測量范圍大時分辨率低）；⑥無輸入時有零位輸出電壓，引起測量誤差；⑦對激勵電源的頻率和幅值穩定性要求較高；⑧不適用于高頻動態測量。電感式傳感器主要用于位移測量和可以轉換成位移變化的機械量（如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動、應變、流量、厚度、液位、比重、轉矩等）的測量。
電感傳感器分類
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常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。在實際應用中，這三種傳感器多制成差動式，以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。變間隙型電感傳感器：這種傳感器的氣隙δ隨被測量的變化而改變,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。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覆蓋面積（即磁通截面）隨被測量的變化而改變,從而改變磁阻。它的靈敏度為常數，線性度也很好。螺管插鐵型電感傳感器：它由螺管線圈和和被測物體相連的柱型銜鐵構成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻的變化。銜鐵隨被測物體移動時改變了線圈的電感量。這種傳感器的量程大，靈敏度低，結構簡單，便于制作。
電感傳感器測試電路
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電感傳感器測量線路主要采用交流電橋。交流電橋的固定橋臂可以是電阻、變壓器的次級繞組或緊耦合的電感。需要指出的是，緊耦合電感電橋無論是在靈敏度指標上還是在電橋的平衡上都更優越。簡單自感傳感器的測量線路，該線路的輸出量是電流。該線路在精密測量中存在如下一些缺點：線性工作范圍窄；無輸入時就存在起始電流，因此不能實現零輸入時零輸出的要求，且激磁電流產生的磁場使銜鐵產生附加位移將引起測量誤差。將簡單自感傳感器的自感量轉換成電的頻率變化的設想是：將簡單自感傳感器與電容器構成一振蕩器的線路，于是振蕩器的振蕩頻率便是傳感器自感量的函數。實現上述設想的典型線路，這是一個電容三點式振蕩器。
[1]
詞條圖冊
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參考資料
1.

佳工機電網：電感傳感器測試電路
[引用日期2012-12-19]

電感傳感器的測量電路：電感型傳感器與測量電路.ppt

電感型傳感器與測量電路           電感型傳感器是利用線圈自感或互感的變化來實現測量的一種裝置，常用來測量位移、振動、壓力、流量、重量、力矩、應變等多種被測量。電感式傳感器的核心是可變自感或互感，、在被測量轉換成線圈自感或互感的變化時，一般要利用磁場作為媒介或利用鐵磁體的某些現象。這類傳感器的主要特征是具有線圈繞組。            電感型傳感器的種類很多，諸如利用自感原理的自感式傳感器(通常稱電感式傳感器)，利用互感原理的差動變壓器式傳感器和感應同步器，利用渦流效應的渦流式傳感器，利用壓磁效應的壓磁式傳感器等。  3.1  自感式傳感器 3.1.2 結構類型 3.1.3 信號調理電路  3.2 差動變壓器式傳感器 3.2.2 信號調理電路  3.3 電渦流式傳感器  3.3.1 電渦流檢測原理  3.3.3 電渦流式傳感器的應用  3.4 感應同步器 3.4.1 結構類型與工作原理  3.4.2 信號調理電路  3.4.3 感應同步器的應用         如果兩個線圈之間不存在金屬板M，L1的磁場直接貫穿L2，L2的兩端就會產生感應電勢e。感應電勢e的大小與激勵電壓u的幅值、頻率以及L1和L2匝數、結構和兩者間的相對位置有關。如果這些參數都是確定不變的，那么感應電勢就是一個確定值。        如果在L1和L2之間放置一塊金屬板，則L1產生的磁力線穿透金屬板M(M可看成是一匝短路線圈)，并在金屬板中產生渦流i。渦流損耗了部分磁場能量，使到達L2的磁場變弱，從而使感應電勢e下降。被測金屬板M的厚度h越大，渦流損耗也越大，感應電勢e就越小。感應電勢的大小間接反映了被測金屬板的厚度。 3．磁通會聚型無損檢測傳感器        這是一種反射式電渦流探頭，與普通探頭的不同之處在于在激勵線圈與檢測線圈之間插入了一個鐵磁性材料制成的屏蔽層，如圖3-23所示。鐵磁性材料制成的屏蔽層將磁通量會聚成為包裹在檢測線圈外徑以外的一個緊密的圓筒。不僅如此，屏蔽層將激勵線圈與檢測線圈隔開，避免了兩者的直接耦合。檢測線圈的輸出電壓正比于線圈中磁通量的變化率。這樣，如被測對象無損傷，檢測線圈中的磁通量幾乎為零，即探頭輸出為零。因此這種探頭也被稱為自校零型探頭。 圖3-23磁通會聚型渦流傳感器探頭        這種探頭同樣依靠電磁場在被測工件中感應出的電渦流來實現表面裂紋的檢測。感應出的電渦流將阻礙系統中磁場的變化。在探頭的表面，激勵線圈所產生的電磁場被鐵磁性屏蔽層會聚為一個圓筒形。相應地，被測工件中感應出的電渦流集中在檢測線圈外圓的環形區域。圖3-24所示為被測對象為無損傷鋁板、激勵頻率為70kHz時的電渦流情況。由于鐵磁性屏蔽層的存在，電渦流集中在激勵線圈的正下方，而在靠近檢測線圈的區域，電渦流強度劇烈下降。這種電渦流強度的分布使得在檢測線圈的下方幾乎沒有電渦流的影響，線圈輸出電壓為零。 圖3-24 磁通會聚型電渦流傳感器無損探傷鋁板示意圖        當被測工件存在裂紋損傷時，工件中感應電渦流的狀況發生扭曲。在裂紋尖端，電渦流變形，可延伸到檢測線圈的下方。電渦流所產生的二次電磁場被檢測線圈感應到，在檢測線圈中產生感應電動勢。圖3-25給出了被測工件中有／無裂紋時的示意圖。虛線圓表示檢測線圈所處的位置。 圖3-25 被測工件中有/無裂紋的情況 3.3.2 信號調理電路 1．電橋電路        電橋電路是一種常用的簡單電路。通常把線圈的阻抗作為電橋的一個橋臂，或用兩個相同的電渦流線圈組成差動形式。初始狀態電橋平衡，測量時由于線圈阻抗發生變化，使電橋失去平衡，用電橋輸出電壓的大小來反映被測量的變化。 2．諧振電路        諧振電路是將固定電容與傳感器線圈并聯，構成并聯諧振回路。無被測金屬導體時，傳感器調諧到某一諧振頻率f0。當被測金屬導體接近(或遠離)傳感器線圈時，回路將失諧。若載波頻率一定，則傳感器線圈的電感量L發生變化，從而使LC回路的等效阻抗發生變化，利用測量阻抗來確定被測量的大小。諧振電路通常有兩種方式，即定頻測距式(也稱為恒定頻率調幅式)和調頻測距式(也稱為調頻調幅式)。       圖3-26(a)所示為定頻測距式電路原理圖。圖中傳感器線圈L和固定屯容器C是諧振回路的基本元件，穩頻穩幅正弦波振蕩器的輸出信號經由電阻R加到諧振回路上。傳感器線圈L感應的高頻電磁場作用于金屬板表面，由于表面的渦流反射作用，使L的電感量發生變化，并使回路失諧，從而改變了檢波電壓的大小。       當沒有被測金屬導體時，回路諧振頻率為f0，此時等效阻抗最大，對應檢波電壓最大。當被測金屬導體接近傳感器線圈時，使電感量變小，回路失諧，檢波電壓變小。檢波電壓和電感量隨距離x增加(或減少)而增加(或減少)，通過測量檢波電壓就可確定x的大小。 圖

電感傳感器的測量電路：電感式傳感器的常用測量電路

描述
　　電感式傳感器概述
　　電感式傳感器是利用線圈自感或互感系數的變化來實現非電量電測的一種裝置。利用電感式傳感器，能對位移、壓力、振動、應變、流量等參數進行測量。它具有結構簡單、靈敏度高、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強及測量精度高等一系列優點，因此在機電控制系統中得到廣泛的應用。它的主要缺點是響應較慢，不宜于快速動態測量，而且傳感器的分辨率與測量范圍有關，測量范圍大，分辨率低，反之則高。
　　電感式傳感器的工作原理是電磁感應。它是把被測量如位移等，轉換為電感量變化的一種裝置。按照轉換方式的不同，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動變壓器式）兩種 。
　　電感式傳感器的常用測量電路
　　電感式傳感器是利用電磁感應把被測的物理量如位移、壓力、流量、振動等轉換成線圈的自感系數和互感系數的變化，再由電路轉換為電壓或電流的變化量輸出，實現非電量到電量的轉換。
　　電感式傳感器的常見測量電路有交流電橋式測量電路、變壓器式測量電路、諧振式測量電路、差動整流電路、相敏檢波電路等。
　　電感式傳感器的測量電路的主要形式
　　電感式傳感器的測量電路的主要形式可以是電壓、電流、磁感強度、力、距離等測量電路。
　　付線圈可以直接輸出電壓、電流；用霍爾元件測量磁感強度、磁路與銜鐵連接會產生力，用壓力傳感器可以測量電感量的變化、用一個彈簧頂住銜鐵，隨力的大小變會，距離產生了變化，可以再用位移傳感器將電感量的變化測出。
　　還可以用振蕩器將電感的變化轉換為頻率的變化，只要測出頻率就知道電感變化了多少。還有渦流、調幅、PWM波等等。
　　在上述內容中，都是其它一些因素引起電感量的變化。
　　各種傳感器都有相通之理，實際上，對變化參量引起電感變化的應用太多，但要加上其它條件可能主要形式就有相應的變化。
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電感傳感器的測量電路：電感式壓力傳感器及壓力測量電路

51
）
Int.CI

權利要求說明書
說明書
幅圖

（
54
）發明名稱

電感式壓力傳感器及壓力測量電路

（
57
）摘要

?
本實用新型適用于傳感器技術領域，提供
了一種電感式壓力傳感器及壓力測量電路，包
括：具有第一空腔的襯底、可動薄膜和電感線
圈；電感線圈設置在襯底的第一空腔上部，電感
線圈的兩端分別設置在襯底上，電感線圈與襯底
的接觸部分設置有絕緣介質層；可動薄膜設置在
電感線圈的下部，可動薄膜與電感線圈之間形成
第二空腔，可動薄膜與襯底的第一空腔的內壁連
接，可動薄膜與電感線圈通過支撐部件連接。當