傳感器與檢測技術(shù)第五講

傳感器與檢測技術(shù)第五講第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理：電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化實現(xiàn)測量的一種裝置。

電感式傳感器的核心部分是可變自感或可變互感，在將被測量轉(zhuǎn)換成線圈自感或線圈互感的變化時，一般要利用磁場作為媒介或利用鐵磁體的某些現(xiàn)象。這類傳感器的主要特征是具有電感繞組。電感式傳感器具有以下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單可靠、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強、對工作環(huán)境要求不高、分辨力較?。ㄈ缭跍y量長度時一般可達(dá)）、示值誤差一般為示值范圍的、穩(wěn)定性好。它的缺點是頻率響應(yīng)低，不宜用于快速測量。第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月自感式電感傳感器

自感式電感傳感器的工作原理自感式電感傳感器的測量電路第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月自感式電感傳感器的種類變間隙式電感傳感器

（差動電感傳感器）變面積型電感傳感器（差動電感傳感器）螺管型電感傳感器（差動電感傳感器）第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月變間隙式電感傳感器第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月變面積型電感傳感器第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月螺管型電感傳感器第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動式電感傳感器兩個線圈共用同一個銜鐵為了改善其線性以在實際中大都采用差動式。

第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動式的與單線圈的相比，有下列優(yōu)點：、1、線性好；2、靈敏度提高一倍，即銜鐵位移相同時，輸出信號大一倍；3、溫度變化、電源波動、外界干擾等對傳感器的影響，由于能夠相互抵消而減?。?、電磁吸力對測力變化的影響也由于能夠相互抵消而減小。

第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月自感式電感傳感器的測量電路交流電橋是電感式傳感器的主要測量電路，它的作用是將線圈電感的變化轉(zhuǎn)換成電橋電路的電壓或電流輸出。電感電橋電容電橋

第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月變壓器式交流電橋電路

差動傳感器的兩差動電感分別接在兩個橋臂上。

第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月互感式電感傳感器(差動變壓器式傳感器)

互感式傳感器本身是其互感系數(shù)可變的變壓器，當(dāng)一次側(cè)線圈接入激勵電壓后，二次側(cè)線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電壓輸出，互感變化時，輸出電壓將作相應(yīng)變化。一般，這種傳感器的二次側(cè)線圈有兩個，接線方式又是差動的，故常稱之為差動變壓器式傳感器。第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動變壓器的等效電路第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動變壓器的輸出特性曲線第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月零點殘余電壓

零點殘余電壓的大小是判別傳感器質(zhì)量的重要標(biāo)志之一。

造成零殘電壓的原因，總的來說，是兩電感線圈的等效參數(shù)不對稱。

第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月減小殘余電動勢的方法盡可能保證傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)和磁路的對稱。選用合適的測量電路采用補償線路減小零點殘余電動勢第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（c）

減小零位輸出的補償電路

第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動變壓器的結(jié)構(gòu)類型

第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動變壓器優(yōu)缺點：優(yōu)點：不存在機械過載；對溫度變化不敏感，適合于現(xiàn)場使用。缺點：不適宜高頻動態(tài)測量第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動變壓器的測量電路差動整流電路相敏檢波電路差動整流電路第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月相敏檢波電路第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月電渦流式傳感器金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中旋渦那樣在導(dǎo)體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，所以稱之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象就稱為渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器就是在這種渦流效應(yīng)的基礎(chǔ)上建立起來的。

（一）基本原理第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月要形成渦流必須具備下列二個條件：①存在交變磁場；②導(dǎo)電體處于交變磁場之中。

渦流式傳感器主要由產(chǎn)生交變磁場的通電線圈和置于線圈附近因而處于交變磁場中的金屬導(dǎo)體兩部分組成。

第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月渦流作用原理：第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用大致有下列四個方面：①利用位移χ作為變換量，也可以是被測量位移、厚度、振幅、振擺、轉(zhuǎn)速等傳感器，也可做成接近開關(guān)、計數(shù)器等；②利用材料電阻率ρ作為變換量，可以做成測量溫度、材質(zhì)判別等感器；③利用導(dǎo)磁率μ作為變換量，可以做成測量應(yīng)力、硬度等傳感器；④利用變換量χ、ρ、μ等的綜合影響，可以做成探傷裝置等。第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月電感式傳感器的應(yīng)用力和壓力的測量振動和加速度的測量液位測量位移測量第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月力和壓力的測量