传感器课件3.1-3.3 电感式传感器d.ppt

第三章变磁阻式传感器变磁阻式传感器是利用磁路的磁阻变化引起传感器线圈电感量的变化来测量非电量的机电转换装置。常用来检测位移、振动、力、应变、流量、密度等物理量。大多数变磁阻式传感器存在交流零位信号,且不适宜高频动态测量。(差动变压器)先看一个实验:将一只380V交流接触器线圈与交流毫安表串联后,接到机床用控制变压器的36V交流电压源上,如下图所示。这时毫安表的示值约为几十毫安。用手慢慢将接触器的活动铁心(称为衔铁)往下按,我们会发现毫安表的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时,毫安表的读数只剩下十几毫安。电感传感器的基本工作原理演示F220V准备工作电感传感器的基本工作原理演示气隙变小,电感变大,、线圈电感LΨ——线圈总磁链,单位:韦伯;I——通过线圈的电流,单位:安培;W——线圈的匝数;Rm——磁路总磁阻,单位:1/亨。2、铜损电阻Rc铜损引起的耗散因数与激励频率成正比。3、涡流损耗电阻Re高电阻率有利于涡流损耗的下降,而高磁导率却导致涡流损耗的增加。4、磁滞损耗电阻Rh磁滞损耗电阻与激励频率无关。在小激励电流和弱磁场状态,与铜损和涡流损耗相比可忽略。5、总耗散因数D和品质因数Q6、并联寄生电容的影响并联寄生电容由线圈绕组的固有电容和电缆的分布电容组成。它的存在使灵敏度提高。因此,按规定电缆校正好的仪器,如更换电缆就应重新校正或并联电容加以调整。当激励频率较低时(f<10kHz))气隙型b)截面型c)螺管型自感式传感器原理图式中,l1,l2——铁心和衔铁的磁路长度m;S1,S2——铁心和衔铁的截面积m2;μ1,μ2——铁心和衔铁的磁导率m2;S0,δ——气隙磁通截面积m2和气隙总长m。等效磁导率:将上述线圈等效成一封闭铁心线圈,其磁路等效磁导率为μe,磁通截面积为S,磁路长度为l,则磁阻:式中μ0——真空磁导率,μ0=4π×10-7(H/m)互感式传感器是一种线圈互感随衔铁位移变化的变磁阻式传感器。结构形式变隙式、变面积式、螺线管式(几纳米~1米的机械位移、精度高、灵敏度高、性能可靠)(差动变压器)