学习情境1：电子温度计的制作资料

1、学习情境(qngjng)1 电子温度计的制作 温度检测传感器应用(yngyng)共八十七页电子温度计利用(lyng)热电偶传感器测量温度利用数码管显示(xinsh)测量值测量范围为0+100 分辨力为0.1 测量精度1RDl字 学习情境要求共八十七页知识目标能力目标素质目标掌握热电偶传感器、热电阻传感器、红外线传感器的结构及工作(gngzu)特性掌握利用热电偶传感器制作温度(wnd)测量仪的基本原理及方法培养耐心细致严谨扎实的工作作风及团结协作的合作精神学习情境目标共八十七页学习(xux)情境内容知识准备1热电偶性能检测2 电子温度计电路组装及调试3知识拓展4共八十七页学习(xux)情境内容第

2、一次课知识准备共八十七页热电偶传感器温度检测(jin c)产品介绍红外线辐射(fsh)温度计共八十七页红外线辐射温度计激光用于瞄准温度检测产品(chnpn)介绍共八十七页一、热电偶工作(gngzu)原理知识(zh shi)准备热电偶温度计系统原理图共八十七页一、热电偶工作(gngzu)原理1热电效应将两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路(hul)，回路(hul)中就会产生一个热电动势，这种现象称为热电效应。知识准备共八十七页一、热电偶工作(gngzu)原理2热电偶特点： 热电偶必须采用两种不同材料作为电极，否则无论导体截面如何、温度分布(fnb)如何，回路中的总热电动势恒为零。 若热电偶

3、两接点温度相同，尽管采用了两种不同的金属，回路总电动势恒为零。 热电偶回路总热电动势的大小只与材料和接点温度有关，与热电偶的尺寸、形状无关。热电偶测温系统示意图热电偶回路知识准备共八十七页二、热电偶的基本定律1中间导体定律在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体和原导体的两接点温度(wnd)相同，则回路中总的热电动势不变。2中间温度定律热电偶在两接点温度t, to时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t, tn和tn, to时的热电动势的代数和。3参比电极定律4均质导体定律知识(zh shi)准备共八十七页三、热电偶的材料、结构(jigu)及种类1热电偶材料用做热电偶的材料应具备如下几方面的

4、条件： 测量范围广。要求在规定的温度测量范围内具有(jyu)较高的测量精确度、较大的热电动势，温度与热电动势的关系是单值函数。 性能稳定。要求在规定的温度测量范围内使用时热电性能稳定，有较好的均匀性和复现性。 化学性能好。要求在规定的温度测量范围内使用时有良好的化学稳定性、抗氧化或抗还原性能，不产生蒸发现象。分别有铂铑30-铂铑6、铂铑10-铂、镍铬一镍硅、镍铬一镍铜、镍铬一镍铝、铜一铜镍。知识准备共八十七页三、热电偶的材料、结构(jigu)及种类2热电偶结构(jigu)1测量端；2热电极；3绝缘管； 4保护套管；5接线盒普通工业热电偶结构3热电偶种类(1) 标准型热电偶(2) 非标准型热电偶

5、(3) 薄膜热电偶知识准备共八十七页四、热电偶的冷端补偿(bchng)1补偿导线法补偿导线由两种不同性质(xngzh)的廉价金属材料制成，在0150温度范围内与配接的热电偶具有相同的热电特性。补偿导线起到了延伸热电极的作用，达到了移动热电偶冷端位置的目的。补偿导线在测温回路中的连接A，B热电偶电极A、B补偿导线to热电偶原冷端温度to热电偶新冷端温度知识准备共八十七页四、热电偶的冷端补偿(bchng)2补偿电桥法补偿电桥法是利用不平衡电桥产生(chnshng)的不平衡电势去补偿因热电偶冷端温度变化而引起的热电动势的变化，它可以自动地将冷端温度校正到补偿电桥的平衡点温度上。1热电偶2补偿导线3铜

6、导线4补偿电桥热电偶冷端补偿电桥知识准备共八十七页3计算修正法在实际应用中，冷端温度并非一定为0，所以测出的热电动势是不能正确反映热端实际温度的。为此，必须(bx)对温度进行修正。修正公式采用中间温度定律。4显示仪表机械零位调整法当热电偶冷端温度已知且恒定时（to0），工程上常用一种简单方便的机械零位调整法，进一步对温度测量值进行校正。即在未工作之前，预先将有零位调整器的温度显示仪表的指针从刻度的初始值（机械零位）调至已知的冷端温度值上即可。5冰浴法将当热电偶冷端温度已知且恒定时（to0），工程上常用一种简单方便的机械零位调整法，进一步对温度测量值进行校正。即在未工作之前，预先将有零位调整器的

7、温度显示仪表的指针从刻度的初始值（机械零位）调至已知的冷端温度值上即可。热电偶的冷端置于温度为0的恒温器内（如冰水混合物），使冷端温度处于0。四、热电偶的冷端补偿(bchng)知识准备共八十七页学习(xux)情境内容第二次课热电偶性能检测共八十七页热电偶性能(xngnng)检测记录结果、验证热电效应结论依据测试步骤连接电路步骤热电偶、差放、电源、F/V表器件熟悉热电偶原理及现象目的测试步骤共八十七页测试步骤步骤一：熟悉热电偶原理及原器件。了解热电偶原理：将两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，当两个接点分别置于不同温度t、t0（tt0）中时，回路中就会产生一个热电动势，这种现象称为热电效

8、应(r din xio yng)。两种导体称为热电极，所组成的回路称为热电偶，热电偶的两个工作端分别称为热端和冷端。了解热电偶在实验仪上的位置及符号，实验仪所配的热电偶是由铜康铜组成的简易热电偶，分度号为T，它封装在双孔悬臂梁的下片梁的加热器里面（不可见）。实验仪有两个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点，就是热电偶）和下片梁的下表面，二个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。 热电偶性能(xngnng)检测共八十七页测试步骤步骤二：按图连接电路按图接线(ji xin)，开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使FV表显示零，记录下自备温度计的室温。热

9、电偶性能(xngnng)检测共八十七页测试步骤步骤三：测量温度、电势差并记入下表测E：将15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地，观察FV表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下读数E。 测T：(1) 用自备的温度计测出上梁表面热电偶处的温度t1并记录下来 。(2) 用自备的温度计测出下梁表面加热器处的温度t2并记录下来。（注意：温度计的测温探头不要触到应变(yngbin)片，只要触及热电偶处附近的梁体即可）。to室温tn热端温度(上梁)t1热端温度(下梁)t2电动势E000热电偶性能(xngnng)检测共八十七页测试步骤步骤四：结果分析根据热电偶的公式Eab(t,to)=Eab(t

10、,tn)+Eab(tn,to)。计算：热端温度为t，冷端温度为0时的热电势，Eab(t,to),根据计算结果，查分度表得到温度t。 热电偶测得温度值与自备温度计测得温度值相比较，分析结果。实验完毕，关闭主、副电源(dinyun)，尤其是加热器15V电源（自备温度计测出温度后马上拆去15V电源连接线），其他旋钮置原始位置。 热电偶性能(xngnng)检测共八十七页学习(xux)情境内容第三次课电路组装及调试共八十七页电子温度计电路(dinl)组装及调试确定系统方案 步骤一搭建各电路单元 步骤二电路调试 步骤三共八十七页步骤一：确定系统(xtng)方案 利用热电偶温度传感器组成的测量电路测出温度变

11、化的电压信号，以模拟信号的方式传送到前置差动放大电路，差动放大器电路把传感器输出的微弱信号进行一定倍数的放大，然后送如A/D转换器中。再由A/D转换(zhunhun)电路把接收到的模拟信号转换(zhunhun)成数字信号，传送到显示电路，最后由显示电路显示数据。电子温度计电路组装及调试电路一电路二电路三电路四热电偶温度传感器输出信号差动放大电路放大信号A/D 转换电路(单片机)显示电路（LED）共八十七页步骤二：搭建各电路(dinl)单元 1热电偶温度传感器的测量(cling)电路电子温度计电路组装及调试共八十七页步骤二：搭建各电路(dinl)单元 2差动放大(fngd)电路电子温度计电路组装

12、及调试共八十七页步骤二：搭建各电路(dinl)单元 3A/D转换电路(dinl)及显示电路(dinl)电子温度计电路组装及调试共八十七页 在实际工作中，要求电路的供电电压为 5V5%。如果测量显示值大于某一个超限值，对应的控制端口就会立即输出高电平。传感器一般都有一定的误差，可以微调一下前置放大电路中的电位器来校正。 如果传感器发生开路故障,显示就会出现+5V，如果传感器及其引线(ynxin)发生了短路，显示就会立即出现0V。为了防止传感器出现开路或者短路之后可能会引起的不良后果，此时，控制输出端口都会优先关闭。步骤三：电路(dinl)调试电子温度计电路组装及调试共八十七页学习(xux)情境内

13、容第四次课知识拓展共八十七页一、热电阻传感器概述(i sh)热电阻概念(ginin)利用导体或半导体的电阻值随温度的变化而变化的特性来测量温度的感温元件叫热电阻。它可用于测量-200500范围内的温度。热电阻分类1金属热电阻2半导体热敏电阻共八十七页二、金属(jnsh)热电阻1测温原理金属导体的电阻大多都具有随温度变化的特性。 Rt=R0l+(t-to) Rt, R0分别为热电阻在t和0时的电阻值； 为热电阻的电阻温度系数(xsh)（1/）。感温原件材料：（1） 越大越好（2）纯金属更大（3）物理、化学性能稳定（4） 保持常数-线性刻度特征（5）大的电阻率-减小热电阻体积、热惯性，复现性好。共

14、八十七页2常用(chn yn)金属热电阻（1）铂热电阻（2）铜热电阻（3）铁和镍热电阻共八十七页铂热电阻 物理、化学性能非常稳定，是制造热电阻最好的材料。广泛用于标准温度计。目前测温复现性最好的一种温度计。-200900铂的纯度 铂丝的电阻值与温度(wnd)的关系铂电阻的两种分度号共八十七页铜热电阻当测量精度(jn d)要求不高，温度范围在-50150铜电阻(dinz)的两种分度号铜电阻值与温度的关系共八十七页三、半导体热敏电阻(r mn din z)1测温原理半导体热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度(wnd)显著变化的特性制成的。在一定的范围内通过测量热敏电阻阻值的变化情况，就可以确定被测介

15、质的温度(wnd)变化情况。2特点灵敏度高、体积小、反应快。3常用半导体热敏电阻（1）负温度系数热敏电阻（NTC）（2）正温度系数热敏电阻（PTC）共八十七页1.负温度系数热敏电阻(NTC) 最常见的，锰、钴、铁、镍和铜等多种金属氧化物混合烧制而成（1）电阻和温度之间呈负指数关系；（2）温度达到某一数值(shz)，突然下降；2.正温度系数(xsh)热敏电阻（PTC） 由金属陶瓷制成（1）电阻和温度之间呈正指数关系；（2）温度达到某一数值，突然上升；共八十七页共八十七页红外传感器测温原理(yunl)红外辐射测量温度红外辐射俗称红外线，是一种不可见光。由于它是位于可见光中红色光线以外的光线，所以被

16、称为(chn wi)红外线。凡是存在于自然界的物体，都会放射出红外线，只是它们发射的红外线的波长不同而已。外线传感器可以检测到这些物体发射的红外线，用于测量、成像或控制。红外辐射的物理本质是热辐射。一个炽热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。红外线被物体吸收时，可以显著地转变为热能。共八十七页红外传感器1红外传感器的应用红外辐射计用于辐射和光谱辐射测量。搜索和跟踪系统用于搜索和跟踪红外目标(mbio)，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪。热成像系统可产生整个目标红外辐射的分布图像，如红外图像仪、多光谱扫描仪等。红外测距和通信系统。2特点可昼夜测量，不受周围可见光的影响。大气对某些波

17、长的红外线吸收非常少， 所以适用于遥感技术。共八十七页学习(xux)情境2 电子秤的制作 压力检测黄冈职业(zhy)技术学院传感器应用共八十七页共八十七页学习情境(qngjng)要求利用电阻应变式传感器制作电子称利用数码管显示测量值测量范围为0+2kg分辨力为 1g测量精度1RDl字 共八十七页知识目标能力目标素质目标掌握电阻应变式传感器、电感式传感器的结构、测量电路(dinl)和工作原理利用电阻应变式传感器检测压力等信号(xnho)的基本原理及方法培养耐心细致严谨扎实的工作作风及团结协作的合作精神学习情境目标共八十七页学习情境(qngjng)内容A 知识准备B电阻应变片性能检测C电子秤电路组

18、装及调试D 知识拓展共八十七页学习(xux)情境内容第一次课知识准备共八十七页知识(zh shi)准备一应变(yngbin)式传感器概述1工作原理将被测量的变化转换成电阻值的变化，再经过转换电路变成电信号输出。2优点结构简单、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高和测量速度快等。3应用广泛航空、机械、电力、化工、建筑、医学等许多领域，常用来测量力、压力、位移、应变、扭矩、加速度等。物理量电量共八十七页共八十七页知识(zh shi)准备二电阻应变(yngbin)片的种类与结构应变计分类丝式应变片箔式应变片共八十七页敏感栅基底面胶（保护片）粘合剂引出导线敏感栅引出导线二、金属应变(yngbin)片的结

19、构1、基本结构（组成）共八十七页1丝式应变片：由敏感栅、基底和盖片、黏结剂、引线组成。2箔式应变片：其敏感栅利用(lyng)照相制版或光刻腐蚀的方法，将电阻箔材制成各种形状而成，箔材厚度多为0.001-0.01mm。3薄膜应变片：采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形状的敏感栅。敏感栅的厚度在0.1um以下。应变计分类丝式应变片箔式应变片共八十七页箔式应变片1.敏感(mngn)栅尺寸准确，线条均匀2.敏感栅薄而宽，黏结性好3.散热性好，允许通过较大工作电流4.敏感栅弯头横效应可忽略5.蠕变、机械滞后小，疲劳寿命高 任意(rny)形状 应变性好增大输出信号共八十七页知识(

20、zh shi)准备三电阻的应变(yngbin)效应2弹性敏感元件: 一根根据弹性元件结构形式（柱形、筒形、环形、梁式、轮辐式）和受载性质（拉、压、弯曲、剪切等）的不同，它们可分为许多种类。（1）柱式弹性元件（2）薄壁圆筒（3）悬臂梁弹性圆柱薄壁圆筒受力分析共八十七页等截面悬臂梁等强度悬臂梁俯视图R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4R1 R4共八十七页1、等截面(jimin)悬臂梁R1 R4R2 R3GlhR1R4b2平视(pngsh)图俯视图R1 R4R2 R3Glh共八十七页2、等强度(qingd)悬臂梁R1 R4R2

21、 R3GlhR1R4b共八十七页知识(zh shi)准备三应变(yngbin)片的工作原理1应变效应: 电阻应变片的工作原理是基于金属的电阻应变效应，即金属丝的电阻随着它所受机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化。这是因为金属丝的电阻与材料的电阻率及其几何尺寸有关，而金属丝在承受机械变形的过程中，这两者都要发生变化，因而引起金属丝的电阻变化。 一根金属电阻丝，在其未受力时，原始电阻值为： 当电阻丝受到拉力F 作用时， 引起电阻值变化量为 : 通过弹性敏感元件的转换作用，可将位移、力、力矩、加速度、压力等参数转换为应变，因此，可以将应变片由测量应变扩展到测量位移等上述参数，从而形成各种电阻应

22、变式传感器。共八十七页知识(zh shi)准备四应变片的常用材料及粘贴(zhnti)技术 1常用材料:（1）4YC3 （2）4YC4 （3）4YC8 （4）4YC92常用材料:（1）应变片的检查与选择 （2）试件的表面处理 （3）底层处理 （4）贴片 （5）固化 （6）粘贴质量检查 （7）引线焊接与组桥连线共八十七页知识(zh shi)准备五测量(cling)电路 由于弹性元件产生的机械变形微小，引起的应变量也很微小，从而引起的电阻应变片的电阻率也很小。为了把微小的电阻变化率反映出来，必须采用测量电桥，把应变电阻的变化转换成电压或电流变化，从而达到精确测量的目的。 测量电桥1平衡条件 2平衡状

23、态 (1) 单臂直流电桥(2) 差动直流电桥（半桥式）(3) 双差动直流电桥（全桥式） 共八十七页知识(zh shi)准备六电阻(dinz)应变片温度误差及补偿 1温度误差 因环境温度改变而引起电阻变化的两个主要因素是(1) 应变片的电阻丝具有一定的温度系数；(2) 电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同。2线路补偿(1) 零点补偿(3) 弹性模量补偿(2) 温度补偿共八十七页第二次课电阻应变片性能检测学习(xux)情境内容共八十七页电阻(dinz)应变片性能测试目的 器件步 骤结论 熟悉应变片原理及现象依据测试电路图连接实物 电源、应变计、测微仪、电压表 记录结果、验证应变效应共八十七页 电阻

24、应变片的工作原理是基于金属的电阻应变效应，即金属丝的电阻随着它所受机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化。这是因为金属丝的电阻与材料的电阻率及其几何尺寸有关，而金属丝在承受机械变形的过程中，这两者都要发生变化，因而引起金属丝的电阻变化。 用应变片测量应变或应力时，需将应变片粘贴于被测对象上。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形，粘贴在其表面上的应变片亦随其发生相同的变化，因此应变片的电阻也发生相应的变化。如果测出应变片的电阻值变化R，则根据公式(gngsh)，就可以得到被测对象的应变值，并得到试件的应力。 通过弹性敏感元件的转换作用，可将位移、力、力矩、加速度、压力等参数转换为应变，

25、因此，可以将应变片由测量应变扩展到测量位移等上述参数，从而形成各种电阻应变式传感器。 步骤一：熟悉应变片原理(yunl)及现象电阻应变片性能测试共八十七页1差动放大器调零。连接主机与模块电路电源连接线，差动放大器增益置于最大位置(wi zhi)（顺时针方向旋到底），差动放大器“+”“-”输入端对地用实验线短路。输出端接电压表2V档。开启主机电源，用调零电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线，调零后模块上的“增益、调零”电位器均不应再变动。步骤二：依据测试(csh)电路图连接实物 电阻应变片性能测试共八十七页2观察贴于悬臂梁根部的箔式应变计的位置与方向，按图（1）将所需实验部件连接成测

26、试桥路，图中R1、R2、R3分别为模块上的固定标准电阻，R为应变计（可任选上梁或下梁中的一个工作片），注意连接方式，勿使直流激励电源短路。将螺旋测微仪装于应变悬臂梁前端永久磁钢上，并调节测微仪使悬臂梁基本处于水平位置。3确认接线无误后开启主机(zhj)，并预热数分钟，使电路工作趋于稳定。调节模块上的WD电位器，使桥路输出为零。4用螺旋测微仪带动悬臂梁分别向上和向下位移各5mm ,每位移1mm记录一个输出电压值。5依次将图2.11中的固定电阻R1，换接应变计组成半桥、将固定电阻R2 、R3，换接应变计组成全桥。6重复3-4步骤，完成半桥与全桥测试实验。7用半导体应变片替换箔式应变片，重复2-3步

27、骤。步骤二：依据(yj)测试电路图连接实物 电阻应变片性能测试共八十七页1根据表中所测数据在同一坐标上描出V-X曲线，根据公式，计算灵敏度S，并比较三种(sn zhn)桥路的灵敏度，并做出定性的结论。位移mm0 电压V0电阻应变片性能(xngnng)测试步骤三：记录测试数据计算及结果分析2观察改用交流激励电源时应变片的工作特性。3注意事项(1) 由于悬臂梁弹性恢复的滞后及应变片本身的机械滞后，所以当螺旋测微仪回到初始位置后桥路电压输出值并不能马上回到零，可一次或几次将螺旋测微仪反方向旋动一个较大位移，使电压值回到零后再进行反向采集实验。(2) 实验中实验者用螺旋测微仪进行位移后应将手离开仪器后

28、方能读取测试系统输出电压数，否则虽然没有改变刻度值也会造成微小位移或人体感应使电压信号出现偏差。(3) 应变片接入桥路时，要注意应变片的受力方向，一定要接成差动形式，即邻臂受力方向相反，对臂受力方向相同，如接反则电路无输出或输出很小。(4) 更换应变片时应将电源关闭。共八十七页学习情境(qngjng)内容第三次课电路组装及调试共八十七页确定系统方案 步骤一搭建各电路单元 步骤二电路调试 步骤三电阻应变(yngbin)片电路组装与调试共八十七页步骤一：确定(qudng)系统方案 电阻应变片电路组装(z zhun)与调试 利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号，以模拟信号的方式传送

29、到A/D转换器。其次，由A/D转换电路把由差动放大器电路把传感器输出的微弱信号进行一定倍数的放大，然后送A/D转换电路中。再由A/D转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路，最后由显示电路显示数据。电路一电路二电路三电路四电阻应变片传感器输出信号差动放大电路放大信号A/D 转换电路(双积分)显示电路（LED）共八十七页步骤二：搭建(d jin)各电路单元 1电阻应变(yngbin)式传感器的测量电路 常用的桥式测量电路如图。 桥式测量电路有四个电阻，电桥的一个对角线接入工作电压E，另一个对角线为输出电压Uo。其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，否则就有电压输

30、出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。电阻应变片电路组装与调试共八十七页步骤二：搭建(d jin)各电路单元 2差动放大(fngd)电路 仪表仪器放大器的选型很多，这里介绍一种用途非常广泛的仪表放大器，就是典型的差动放大器。它只需高精度LM358和几只电阻器，即可构成性能优越的仪表用放大器。广泛应用于工业自动控制、仪器仪表、电气测量等数字采集的系统中。本设计中差动放大电路。 电阻应变片电路组装与调试共八十七页步骤(bzhu)二：搭建各电路单元 3A/D转换(zhunhun)电路电阻应变片电路组装与调试共八十七页步骤二：搭建各电路(dinl)单元 4显示(xinsh)

31、电路（LED）电阻应变片电路组装与调试共八十七页步骤(bzhu)二：搭建各电路单元 5总装(zn zhun)电路电阻应变片电路组装与调试共八十七页步骤三：电路(dinl)调试1首先在秤体自然下垂已无负载时调整RP1，使显示器准确显示零。2再调整Rp2，使秤体承担满量程重量（本电路选满量程为2千克）时显示满量程值。（调节Rp2衰减比）3然后在秤钩下悬挂1千克的标准砝码，观察显示器是否显示1.000，如有偏差，可调整RP3值，使之准确显示1.000。4重新进行2、3步骤，使之均满足要求为止。 5最后(zuhu)测量RP2、RP3电阻值，并用固定精密电阻予以代替。RP1可引出表外调整。测量前先调整R

32、P1，使显示器回零。电阻应变片电路组装与调试共八十七页学习情境(qngjng)内容第四次课知识拓展共八十七页知识(zh shi)拓展一、电感式传感器概述(i sh)1电感式传感器概念由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。 2特点无活动触点、可靠度高、寿命长；分辨率高；灵敏度高；线性度高、重复性好；测量范围宽（测量范围大时分辨率低）；无输入时有零位输出电压

33、，引起测量误差；对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；不适用于高频动态测量。3类型（1）自感式传感器（2）互感式传感器共八十七页知识(zh shi)拓展二自感(z n)式传感器1基本变间隙自感式传感器基本变间隙自感式传感器由线圈、铁芯和衔铁组成，结构如图2.18所示。工作时衔铁与被测物体连接，被测物体的位移将引起空气间隙长度发生变化。（1）线圈电感 （2）初始间隙长度为o，线性化处理后的电感相对增量为（3）电感相对增量灵敏度K（4）为了减小非线性误差，实际测量中广泛采用差动变间隙式电感传感器。共八十七页知识(zh shi)拓展二自感(z n)式传感器2差动变间隙式传感器差动变间隙式电感传感器的

34、结构如图，它采用两个相同的传感器共用一个衔铁组成。测量时，衔铁通过导杆与被测体相连，当被测体上下移动时，导杆带动衔铁也以相同的位移上下移动，使两个磁回路中磁阻发生大小相等、方向相反的变化，导致一个线圈的电感量增加，另一个线圈的电感量减小，形成差动形式。 （1）总电感变化量近似为（2）电感相对变化量为（3）电感相对增量灵敏度K共八十七页知识(zh shi)拓展二自感(z n)式传感器2差动变间隙式传感器比较单线圈式和差动式两种变间隙式电感传感器的特性，可以得到如下结论：(1) 差动式比单线圈式的灵敏度提高一倍；(2) 差动式的线性度得到明显改善。为了使输出特性能得到有效改善，要求构成差动式的两个变隙式电感传感器在结构尺寸、材料、电气参数等方面均完全一致。共八十七页知识(zh shi)拓展二自感(z n)式传感器3螺管型电感式传感器螺管型电感式传感器的结构如图。螺管型电感传感器的衔铁随被测对象移动，线圈磁力线路径上的磁阻发生变化，线圈电感量也随之变化，线圈电感量的大小与衔铁位置有关，线圈的电感量L与衔铁进入线圈的长度x保持线性关系。螺管型电感式传感器的灵敏度较低，但量程大且结构简单，易于制作和批量生产，是目前使用最广泛的一种电感式传感器。共八十七页知识(zh shi)拓展三互感(hgn)式传感器1工作原理互感式传感器根据互感的基本原理，把被测的非电量变化转换为线圈间互感量