變隙式電感傳感器：一文讀懂電感式傳感器

原標(biāo)題：一文讀懂電感式傳感器

文 | 傳感器技術(shù)（WW_CGQJS）

電感式傳感器被大量應(yīng)用在各行各業(yè)。特別是機(jī)床行業(yè)，以及汽車制造等行業(yè)更是應(yīng)用廣泛。

電感式傳感器

利用電磁感應(yīng)原理將被測非電量轉(zhuǎn)換成線圈自感系數(shù)或互感系數(shù)的變化，再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，這種裝置稱為電感式傳感器。

電感式傳感器是利用線圈自感或互感的改變來實(shí)現(xiàn)測量的一種裝置。通常由振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路三大部分組成。其結(jié)構(gòu)簡單，無活動(dòng)電觸點(diǎn)，工作壽命長。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，能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制。可以測量位移、振動(dòng)、壓力、流量、比重等參數(shù)。

電感式傳感器的核心部分是可變的自感或互感，在將被測量轉(zhuǎn)換成線圈自感或互感的變化時(shí)，一般要利用磁場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電感繞組。

電感式傳感器的特點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)簡單：沒有活動(dòng)的電觸點(diǎn)，壽命長。

（2）靈敏度高：輸出信號(hào)強(qiáng)，電壓靈敏度每毫米能達(dá)到上百毫伏。

（3）分辨率大：能感受微小的機(jī)械位移與微小的角度變化。

（4）重復(fù)性與線性度好：在一定位移范圍內(nèi)，輸出特性的線性度好，輸出穩(wěn)定。

（5）電感式傳感器的缺點(diǎn)是存在交流零位信號(hào)，不適宜進(jìn)行高頻動(dòng)態(tài)測量。

電感式傳感器的類型

電感式傳感器可分為自感式傳感器、差動(dòng)變壓式傳感器和電渦流傳感器三種類型。

自感式傳感器

1、自感式傳感器的結(jié)構(gòu)

自感式傳感器由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯與銜鐵由硅鋼片或坡莫合金等導(dǎo)磁材料制成。

自感式傳感器結(jié)構(gòu)圖

2、自感式傳感器的工作原理

自感式傳感器是把被測量變化轉(zhuǎn)換成自感L的變化，通過一定的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出。

傳感器在使用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)部分與動(dòng)鐵心（銜鐵）相連，當(dāng)動(dòng)鐵芯移動(dòng)時(shí)，鐵芯與銜鐵間的氣隙厚度 δ 發(fā)生改變，引起磁路磁阻變化，導(dǎo)致線圈電感值發(fā)生改變，只要測量電感量的變化，就能確定動(dòng)鐵芯的位移量的大小和方向。

自感式傳感器的工作原理示意圖

當(dāng)線圈匝數(shù)N為常數(shù)時(shí)，電感L僅僅是磁路中磁阻的函數(shù)，只要改變?chǔ)?或S均可導(dǎo)致電感變化。因此變磁阻式傳感器又可分為變氣隙δ厚度的傳感器和變氣隙面積S的傳感器。

如果S保持不變，則L為 δ 的單值函數(shù)，可構(gòu)成變氣隙型自感傳感器；如果保持δ 不變，使S隨位移而變，則可構(gòu)成變截面型自感傳感器；如果在線圈中放入圓柱形銜鐵，當(dāng)銜鐵上下移動(dòng)時(shí)，自感量將相應(yīng)變化，就構(gòu)成了螺線管型自感傳感器。

變氣隙式自感傳感器

變氣隙式自感傳感器結(jié)構(gòu)

變面積式自感傳感器

變面積式自感傳感器結(jié)構(gòu)

由于漏感等原因，其線性區(qū)范圍較小，靈敏度也較低，因此，在工業(yè)中應(yīng)用得不多。

螺管式自感傳感器

傳感器工作時(shí)，銜鐵在線圈中伸入長度的變化將引起螺管線圈電感量的變化。

對(duì)于長螺管線圈l>>r，當(dāng)銜鐵工作在螺管的中部時(shí)，可以認(rèn)為線圈內(nèi)磁場強(qiáng)度是均勻的，線圈電感量L與銜鐵的插入深度l大致上成正比。

螺管型電感傳感器

這種傳感器結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，靈敏度較低，適用于測量較大的位移量。

3、差動(dòng)式自感傳感器

由于線圈中通有交流勵(lì)磁電流，因而銜鐵始終承受電磁吸力，會(huì)引起振動(dòng)和附加誤差，而且非線性誤差較大。外界的干擾、電源電壓頻率的變化、溫度的變化都會(huì)使輸出產(chǎn)生誤差。

在實(shí)際使用中，常采用兩個(gè)相同的傳感線圈共用一個(gè)銜鐵，構(gòu)成差動(dòng)式自感傳感器，兩個(gè)線圈的電氣參數(shù)和幾何尺寸要求完全相同。

這種結(jié)構(gòu)除了可以改善線性、提高靈敏度外，對(duì)溫度變化、電源頻率變化等的影響也可以進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少了外界影響造成的誤差，可以減小測量誤差。

a、差動(dòng)式自感傳感器的結(jié)構(gòu)

(a)變氣隙式； （b）變面積式； （c）螺管式差動(dòng)式自感傳感器

b、差動(dòng)式自感傳感器的特點(diǎn)

差動(dòng)氣隙式電感傳感器由兩個(gè)相同的電感線圈1、2和磁路組成。

測量時(shí)，銜鐵通過測桿與被測位移量相連，當(dāng)被測體上下移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)桿帶動(dòng)銜鐵也以相同的位移上下移動(dòng)，使兩個(gè)磁回路中磁阻發(fā)生大小相等，方向相反的變化，導(dǎo)致一個(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)形式。

自感系數(shù)特性曲線如圖所示。

自感系數(shù)特性曲線圖

差動(dòng)變壓器式傳感器

把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感量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，把被測位移量轉(zhuǎn)換為一次線圈與二次線圈間的互感量變化的裝置。

當(dāng)一次線圈接入激勵(lì)電源后，二次線圈就將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)兩者間的互感量變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢也相應(yīng)變化。由于兩個(gè)二次線圈采用差動(dòng)接法，故稱為差動(dòng)變壓器式傳感器，簡稱差動(dòng)變壓器。

1、差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)

差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)形式較多，有變隙式、變面積式和螺線管線等。

a、b兩種結(jié)構(gòu)的差動(dòng)變壓器，銜鐵均為板形，靈敏度高，測量范圍則較窄，一般用于測量幾微米到幾百微米的機(jī)械位移。

(a)、(b)變間隙式差動(dòng)變壓器

對(duì)于位移在1mm至上百毫米的測量，常采用圓柱形銜鐵的螺管型差動(dòng)變壓器，如c、d兩種結(jié)構(gòu)。

(c)、(d)螺線管式差動(dòng)變壓器

e、f兩種結(jié)構(gòu)是測量轉(zhuǎn)角的差動(dòng)變壓器，通常可測到幾秒的微小位移。?非電量測量中，應(yīng)用最多的是螺線式差動(dòng)變壓器，它可以測量范圍內(nèi)的機(jī)械位移，并具有測量精度高、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。

(e)、(f)變截面式差動(dòng)變壓器

2、差動(dòng)變壓器的工作原理

差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)由鐵芯、銜鐵和線圈三部分組成。其結(jié)構(gòu)雖有很多形式，但其工作原理基本相同。

差動(dòng)變壓器上下兩只鐵芯均有一個(gè)初級(jí)線圈1和一個(gè)次級(jí)線圈2。上下兩只初級(jí)線圈串聯(lián)后接交流激勵(lì)電壓，兩只次級(jí)線圈則按電勢反相串接。

三段式螺管差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)示意圖

將兩個(gè)匝數(shù)相等的次級(jí)繞組的同名端反向串聯(lián)，當(dāng)初級(jí)繞組加以激磁電壓時(shí)，根據(jù)變壓器的作用原理在兩個(gè)次級(jí)繞組和中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢;

如果工藝上保證變壓器結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，則當(dāng)活動(dòng)銜鐵處于初始平衡位置時(shí)，輸出電壓為零。

當(dāng)活動(dòng)銜鐵向某一個(gè)次級(jí)線圈方向移動(dòng)時(shí)，則該次級(jí)線圈內(nèi)磁通增大，使其感應(yīng)電勢增加，差動(dòng)變壓器有輸出電壓，其數(shù)值反映了活動(dòng)銜鐵的位移。

三段式螺管差動(dòng)變壓輸出電壓曲線如圖所示。

差動(dòng)變壓器輸出電壓曲線

電渦流式傳感器

1、電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)

電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)比較簡單，主要由一個(gè)安置在探頭殼體的扁平圓形線圈構(gòu)成。

電渦流傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2、電渦流式傳感器的工作原理

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，稱之為電渦流或渦流，這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。

電渦流傳感器是利用電渦流效應(yīng)，將位移、溫度等非電量轉(zhuǎn)換為阻抗的變化或電感的變化從而進(jìn)行非電量電測的。?目前生產(chǎn)的變間隙位移傳感器，器量程范圍為300m～800mm。

電渦流式傳感器示意圖

將塊狀金屬導(dǎo)體置于通有交變電流的傳感器線圈磁場中。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，由于電流的變化，在線圈周圍就產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，當(dāng)被測導(dǎo)體置于該磁場范圍之內(nèi)，被測導(dǎo)體內(nèi)便產(chǎn)生電渦流，電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新磁場，和方向相反，抵消部分原磁場，從而導(dǎo)致線圈的電感量、阻抗和品質(zhì)因素發(fā)生變化。

電感式傳感器的應(yīng)用

1.電感式滾柱直徑分選裝置

電感式滾柱直徑分選裝置實(shí)物

電感式滾柱直徑分選裝置結(jié)構(gòu)原理

2. 變氣隙式差動(dòng)電感壓力傳感器

變氣隙式差動(dòng)電感壓力傳感器主要由C形彈簧管、銜鐵、鐵芯和線圈等組成。

變氣隙式差動(dòng)電感壓力傳感器

3、其他應(yīng)用

電感式傳感器還可以應(yīng)用于磨加工主動(dòng)測量、測量長度位移量和制做電子測微儀。

4、差動(dòng)變壓器式傳感器

可以直接用于位移測量，也可測量與位移有關(guān)的任何機(jī)械量，如力、力矩、壓力、壓差、振動(dòng)、加速度、應(yīng)變、液位等。

力和力矩的測量

差動(dòng)變壓器式力傳感器

壓力測量

1接頭 2 膜盒 3 底座 4 線路板 5 差動(dòng)變壓器 6 銜鐵 7 罩殼

這種變送器可分檔測量(–5×105～6×105)N/m2壓力，輸出信號(hào)電壓為(0～50)mV，精度為1.5級(jí)。

加速度傳感器

用于測定振動(dòng)物體的頻率和振幅時(shí)其激勵(lì)頻率必須是振動(dòng)頻率的十倍以上，才能得到精確的測量結(jié)果。可測量的振幅為(0.1～5)mm，振動(dòng)頻率為(0～150)Hz。

5、電渦流式傳感器的應(yīng)用

電渦流式傳感器具有測量范圍大、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強(qiáng)和可以非接觸測量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究各個(gè)領(lǐng)域中。

電磁爐

電磁爐是我們?nèi)粘Ｉ钪斜貍涞募矣秒娖髦唬瑴u流傳感器是其核心器件之一，高頻電流通過勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生交變磁場；在鐵質(zhì)鍋底會(huì)產(chǎn)生無數(shù)的電渦流，使鍋底自行發(fā)熱，燒開鍋內(nèi)的食物。

電磁爐工作示意圖

電渦流探雷器

電渦流式接近開關(guān)

能在一定的距離（幾毫米至幾十毫米）內(nèi)檢測有無物體靠近。當(dāng)物體接近到設(shè)定距離時(shí)，就可發(fā)出“動(dòng)作”信號(hào)。接近開關(guān)的核心部分是“感辨頭”，它對(duì)正在接近的物體有很高的感辨能力。這種接近開關(guān)只能檢測金屬。

利用新材料更優(yōu)異的性能來提高電感式傳感器的性能是未來發(fā)展趨勢之一。例如電感式接近開關(guān)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在鐵氧體磁芯上繞制線圈作為電感線圈，而鐵氧體磁芯自身的限制使得電感式傳感器不可能在已有的設(shè)計(jì)理念下發(fā)展，那么只能尋找新材料用來替代鐵氧體線圈，從而生產(chǎn)出有更好性能的傳感器。

基于MEMS硅微加工技術(shù)，電感式傳感器具有體積小、低功耗等特點(diǎn)，易于集成在各種模擬和數(shù)字電路中，便于在應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。這也是所有傳感器的主要發(fā)展方向之一。

電感式傳感器發(fā)展的另一大特點(diǎn)是向著集成化、智能化方向發(fā)展。集成傳感器優(yōu)勢明顯，其將輔助電路中的元件與傳感元件同時(shí)集成在一塊芯片上，使之具有校準(zhǔn)、補(bǔ)償、自診斷和網(wǎng)絡(luò)通信的功能，它可降低成本、增加產(chǎn)量。

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變隙式電感傳感器：變隙式差動(dòng)電感傳感器工作原理

帶有可移動(dòng)銜鐵鐵芯的電感線圈，其電感量與銜鐵和鐵芯之間的間隙有關(guān)。間隙越小電感量越大，反之電感量越小。
如果兩個(gè)獨(dú)立的電感線圈A，B共用一個(gè)可移動(dòng)的銜鐵，銜鐵靠近A線圈時(shí)遠(yuǎn)離B線圈，此時(shí)A電感量增大B電感量減少；銜鐵靠近B線圈同時(shí)遠(yuǎn)離A線圈，此時(shí)B電感量增大A電感量減少。如果把被測位移的物體與銜鐵相連接，就構(gòu)成了變隙式差動(dòng)電感位移傳感器。
把A，B兩個(gè)電感線圈作為交流電橋的兩個(gè)臂，就可以把被測位移轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。

差動(dòng)式自感傳感器

變隙式電感傳感器：電感式傳感器

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電感式傳感器
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。
電感式傳感器是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實(shí)現(xiàn)非電量電測的一種裝置。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)行測量。它具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強(qiáng)及測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)測量，而且傳感器的分辨率與測量范圍有關(guān)，測量范圍大，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
7
產(chǎn)品要求
電感式傳感器裝置簡介
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語音
電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測非電量如位移、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)簡單, 工作可靠, 測量精度高, 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)測量。電感式傳感器種類很多，常見的有自感式傳感器，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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語音
電感式傳感器的工作原理是電磁感應(yīng)。它是把被測量如位移等，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e，這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢稱為自感電勢。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，該類傳感器的測量范圍很小。可變磁阻式傳感器自感自感L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H1，使置于此磁場中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流I2，I2又產(chǎn)生新的交變磁場H2。
電感式傳感器裝置分類
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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)簡單，便于制作。
電感式傳感器裝置應(yīng)用
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傳感器作為采集和獲取信息的工具，對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)化檢測和質(zhì)量監(jiān)測起著重要作用。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)行測量，是一種靈敏度較高的傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、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與自動(dòng)控制系統(tǒng)中
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。比如:用電感式位移傳感器提高軸承制造的精度；用電感測微儀測量微小精密尺寸的變化；實(shí)現(xiàn)液壓閥開口位置的精準(zhǔn)測量；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量儀；用電感傳感器檢測潤滑油中磨粒；用電感傳感器監(jiān)測吊具導(dǎo)向輪等等
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。電感傳感器還可用作磁敏速度開關(guān)、齒輪齡條測速等，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，鏈 輸送帶的速度和距離檢測，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、物體噴出控制、斷線監(jiān)測、小零件區(qū) 分、厚度檢測和位置控制等。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)生變化來進(jìn)行位移測量，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)械加工與測量行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛
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電感式傳感器優(yōu)缺點(diǎn)
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電感式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1) 結(jié)構(gòu)簡單，可靠；(2) 靈敏度高，最高分辨力達(dá)0.1μm ；(3) 測量精確度高，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) 傳感器分辨力與測量范圍有關(guān)，測量范圍大，分辨力低，反之則高。
電感式傳感器產(chǎn)品選購
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(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，過高的電源頻率也會(huì)帶來缺點(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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1、檢測距離的衰減性。滑翹為鐵質(zhì)，適合電感式傳感器檢測；而滑翹被測部分的尺寸略小于標(biāo)準(zhǔn)檢測物尺寸（標(biāo)準(zhǔn)被測物尺寸為3倍額定檢測距離，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)場抗干擾能力。這個(gè)是不容忽視的問題，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)過軌道時(shí)，震動(dòng)是長期存在的，優(yōu)異的抗震動(dòng)性同樣是有著非常重要的作用
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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實(shí)現(xiàn)測量的一種裝置，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、開關(guān)電路及放大輸出電路三大部分組成。其結(jié)構(gòu)簡單，無活動(dòng)電觸點(diǎn)，工作壽命長，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
長江傳感
上海長江電氣設(shè)備集團(tuán)有限公司官方帳號(hào)
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)帶來了巨大的生產(chǎn)力，如今已很難想象沒有數(shù)控切割機(jī)的場景。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
1.

祝詩平．傳感器與檢測技術(shù)：北京大學(xué)出版社，中國林業(yè)出版社，2006年：114
2.

電感式傳感器原理
．大比特商務(wù)網(wǎng)[引用日期2015-06-30]
3.

電感式傳感器應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線
．中國移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)[引用日期2013-06-21]
4.

陳宏. 電感式傳感器最佳工作條件[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2016,03:32-36+55.
5.

秦亮亮. 開關(guān)電感式位移傳感器的研究與設(shè)計(jì)[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.
6.

陳杰．傳感器與檢測技術(shù)：高等教育出版社，2002.8：45

變隙式電感傳感器：試述變隙式電感傳感器的結(jié)構(gòu)，工作原理和輸出特性.差動(dòng)變壓器有哪些優(yōu)點(diǎn)

差動(dòng)變壓器主要是由一個(gè)線框和一個(gè)鐵芯組成,在線框上繞有一組初級(jí)線圈作為輸入線圈(或稱一次線圈),在同一線框上另繞兩組次級(jí)線圈作為輸出線圈(或稱二次線圈),并在線框中央圓柱孔中放入鐵芯,當(dāng)初級(jí)線圈加以適當(dāng)頻率的電壓激勵(lì)時(shí),根據(jù)變壓器作用原理,在兩個(gè)次級(jí)線圈
中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢,當(dāng)鐵芯向右或向左移動(dòng)時(shí),在兩個(gè)次級(jí)線圈內(nèi)所感應(yīng)的電勢一個(gè)增加一個(gè)減少。如果輸出接成反向串聯(lián)，則傳感器的輸出電壓u等于兩個(gè)次級(jí)線圈的電勢差，因?yàn)閮蓚€(gè)次級(jí)線圈做得一樣，因此，當(dāng)鐵芯在中央位置時(shí)，傳感器的電壓u為0，當(dāng)鐵芯移動(dòng)時(shí)，傳感器的輸出電壓u就隨鐵芯位移x成線性的增加。如果以適當(dāng)?shù)姆椒y量u，就可以得到與x成比例的線性讀數(shù)。這就是差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理。

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。