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文档简介

传感器技术与应用5.1变磁阻式电感传感器电感传感器测量滚珠直径，实现按误差分装塞选

用电感传感器实现的自动检测控制装置引入非接触式位移传感器测厚传感器接近式开关电感粗糙度仪各种电感式传感器电感式传感器利用电磁感应定律将被测量（如位移、压力、振动）转换为电感的自感或互感的变化。电感式传感器是一种机电转换装置，特点是体积大，灵敏度高，输出信号大，在自动控制设备中广泛应用。电感式传感器按结构可分为：

自感式电感传感器

互感式电感传感器

电涡流式电感传感器

LX概述传感器结构:铁芯、线圈、衔铁三部分组成。铁芯和衔铁之间有气隙，气隙厚度为δ0;传感器运动部分与衔铁相连，衔铁移动时δ发生变化引起磁路的磁阻

Rm

变化，使电感线圈的电感值L变化。

由于磁路的气隙磁阻远大于铁心磁阻，可近似为气隙磁阻：5.1.1工作原理δ:隙厚度；S0:气隙的截面积；μ0:真空导磁率。线圈电感量可按下式计算：式中：N为线圈匝数；变磁阻式传感器又分为：变气隙厚度型（δ）;变气隙截面积型（S0）;

可见只要改变气隙厚度或气隙截面积就可以改变磁路的气隙磁阻。5.1.1工作原理

衔铁位移Δδ引起的电感变化为

气隙厚度变化时，L与δ为反比关系：

电感初始气隙δ0

处，初始电感量为：特性曲线非线性δ0LδL0L0+ΔLL0-ΔLδ0–Δδ以变气隙厚度型进行讨论5.1.2输出特性（变气隙厚度）

满足Δδ/δ<<1时，忽略高次项（非线性项），有：电感相对变化量与气隙变化成正比关系

定义变磁阻式传感器的灵敏度为：

经过泰勒级数展开和线性处理即，衔铁的气隙变化引起的电感相对变化量5.1.2输出特性传感器测量范围Δδ与灵敏度k0相矛盾；与线性度Δδ/δ0

相矛盾；Δδ/δ0

越小高次项迅速减小，非线性误差越小，但传感器量程变小；变间隙式电感传感器用于小位移比较精确，一般取Δδ/δ0=0.1～0.2，（1～2mm/10mm）；为减小非线性误差实际测量中多采用差动形式。

讨论：5.1.2输出特性差动变隙式由两个相同的线圈L1、L2

构成磁路。当被测量通过导杆使衔铁（左右）位移时，两个回路中磁阻发生大小相等、方向相反的变化，形成差动形式。当衔铁移动时，两个电感一个增加另一个减小变化经过泰勒级数展开及线性化处理得到：气隙相对变化引起的电感的相对变化为：

差动形式的电感输出灵敏度为单线圈的两倍差动式原理5.1.2输出特性

比较单线圈，差动式的灵敏度提高了一倍；差动式非线性项与单线圈相比，多乘了(Δδ/δ)因子；不存在偶次项使Δδ/δ0

进一步减小，线性度得到改善。差动式的两个电感结构可抵消部分温度、噪声干扰。结论：传感器线圈结构差动形式与单线圈比较5.1.2输出特性差动变隙式电感传感器压力测量原理被测压力经过位移、电压两次转换输出5.1.3变磁阻式传感器的应用总结与思考总结电感式传感器

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