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1、传感器原理及应用西南交通大学电气工程学院(学分: 2 学时: 32)主讲教师:华泽玺电话:68146639 第五次作业何为电感式传感器?电感式传感器分哪几类?各有何特点?电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量 到电量的转换。电感式传感器种类很多，主要有自感式、互感式、涡流式三种传感器。优点：结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长；灵敏度和分辨率高，能测出0.01m的位移变化。传感器的输出信号，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出；线性度和重复性都比较好；缺

2、点：频率响应较低，不宜快速动态测控。另外,在自感式传感器中变间隙式电感传感器要应用广泛。互感式传感器具有测量精度高、灵敏度高、结构简单、性能可靠等优点，因此也被广泛应用于非电量测量。涡流传感器最大的特点是能对位移、厚度、表面温度、电解质浓度、速度、应力、材料损伤等进行非接触式连续测量，另外还具有体积小、灵敏度高、频率响应很宽等特点，所以应用极其广泛。给出差动自感传感器的结构，并推导差动自感传感器的输出特性和灵敏度。衔铁下移忽略高次项 提高一倍 分析差动整流电路的工作原理以及衔铁在不同位置时的电路波形图。电压输出型全波整流电路正半周 负半周 互感式传感器的等效电路及工作原理。当衔铁在中间位置时当

3、衔铁向上移动时当衔铁向下移动时工作原理 当衔铁在中间位置时 当衔铁向上移动时 当衔铁向下移动时等效电路（1）衔铁位于中间位置时（3）当衔铁下移时（2）当衔铁上移时 如图所示气隙型电感传感器，衔铁断面积S=44mm2，气隙总长度l=0.8mm，衔铁最大位移l=0 . 08mm， 激励线圈匝数N=2500匝，导线直径d=0.06mm,电阻率=1.7510-6cm。当激励电源频率f=4000Hz时，忽略漏磁及铁损。要求计算：铁芯线圈衔铁线圈的电感值; (2)电感的最大变化量;(3)当线圈外断面积为1111mm2时求其直流电阻值；(4)线圈的品质因数；(5)当线圈存在200pF分布电容与之并联后其等效电感值变化多大?解：(1)由气隙型电感计算公式为(2)当衔铁最大位移l=0 . 08mm时，分别计算l=+0 . 08mm电感值L1为l=-0 . 08mm电感值L2为所以当衔铁最大位移变化0 . 08mm时相应电感变化量L=L2-L1=196-131=65mH (3)线圈直流电阻(4)线圈品质因数式中线圈平均每匝长度。根据铁心截面44mm2及线圈外断面1111mm2取平均值，按断面为7.57.5mm2计算每匝总长 =47.

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