傳感器與檢測(cè)技術(shù)第五講

傳感器與檢測(cè)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(shí)現(xiàn)測(cè)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(cè)量轉(zhuǎn)換成線圈自感或線圈互感的變化時(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電感繞組。電感式傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單可靠、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)工作環(huán)境要求不高、分辨力較?。ㄈ缭跍y(cè)量長度時(shí)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(diǎn)是頻率響應(yīng)低，不宜用于快速測(cè)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(cè)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(dòng)電感傳感器）變面積型電感傳感器（差動(dòng)電感傳感器）螺管型電感傳感器（差動(dòng)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(dòng)式電感傳感器兩個(gè)線圈共用同一個(gè)銜鐵為了改善其線性以在實(shí)際中大都采用差動(dòng)式。

第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動(dòng)式的與單線圈的相比，有下列優(yōu)點(diǎn)：、1、線性好；2、靈敏度提高一倍，即銜鐵位移相同時(shí)，輸出信號(hào)大一倍；3、溫度變化、電源波動(dòng)、外界干擾等對(duì)傳感器的影響，由于能夠相互抵消而減??；4、電磁吸力對(duì)測(cè)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(cè)量電路交流電橋是電感式傳感器的主要測(cè)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(dòng)傳感器的兩差動(dòng)電感分別接在兩個(gè)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(dòng)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(lì)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(shí)，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(gè)，接線方式又是差動(dòng)的，故常稱之為差動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)殘余電壓

零點(diǎn)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(duì)稱。

第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月減小殘余電動(dòng)勢(shì)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(duì)稱。選用合適的測(cè)量電路采用補(bǔ)償線路減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)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(bǔ)償電路

第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動(dòng)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(dòng)變壓器優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不存在機(jī)械過載；對(duì)溫度變化不敏感，適合于現(xiàn)場(chǎng)使用。缺點(diǎn)：不適宜高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月差動(dòng)變壓器的測(cè)量電路差動(dòng)整流電路相敏檢波電路差動(dòng)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(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(gè)條件：①存在交變磁場(chǎng)；②導(dǎo)電體處于交變磁場(chǎng)之中。

渦流式傳感器主要由產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的通電線圈和置于線圈附近因而處于交變磁場(chǎng)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(gè)方面：①利用位移χ作為變換量，也可以是被測(cè)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(jì)數(shù)器等；②利用材料電阻率ρ作為變換量，可以做成測(cè)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(cè)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(cè)量振動(dòng)和加速度的測(cè)量液位測(cè)量位移測(cè)量第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月力和壓力的測(cè)量