六 自感式传感器PPT课件

1、.第1，6章电感传感器是基于电磁感应，利用线圈磁感或互感的变化进行测量的装置。可以直接测量直线和角度位移，或通过特定敏感元件将振动、压力、变形、流量等转换为位移来测量。通常，线圈的电气特性可以通过以下方法更改：(1)更改几何形状。(2)磁路的磁阻变化；(3)芯材渗透率的变化；(4)变更螺旋群组的两个部分或多个部分之间的接合度。2，感应传感器分类：感应传感器，3，感应传感器的优点：1。简单的结构。操作中没有激活的电接触点，比电位器操作更稳定，寿命更长。2.灵敏度高，分辨率大。可以测量0.1mm以下的机械位移变化，可以感觉到小于0.1度秒的微小角度变化。传感器输出信号强，电压灵敏度一般达到每毫米数

2、百毫伏，有助于信号传输和放大。4，3。重复性好，线性性好。在一定位移范围(最小数十微米，最大数十或数百毫米)内，输出特性的线性性好，非线性误差仅为0.1%的相对稳定的高精度可变磁阻传感器。4.输出大，输出阻抗小，抗干扰能力强，对工作环境要求不高。感应传感器的缺点：频率响应差，不适合快速动态测量，有交流零信号。5，6磁传感器，6.1工作原理6.2可变气隙磁传感器6.3可变区磁传感器6.4螺线管磁传感器6.5磁传感器测量电路6.6磁传感器应用实例。6，6.1工作原理，线圈磁电感， 线圈总磁通链，单位：韦伯；通过I线圈的电流，单位：安培；W线圈灯；Rm磁路总磁阻，单位：1/hen。a)气隙b)截面c

3、)管本身传感器结构，7，l I 角节导向磁铁长度；U i感应磁铁的磁导率；S I 感应磁铁的横截面积； 气隙厚度；U0 真空磁导率S 气隙剖面面积，可变气隙传感器可变剖面传感器，线圈中的圆形电枢可变磁感管传感器。8，6磁电感传感器，6.1工作原理6.2可变气隙磁传感器6.3可变区磁传感器6.4螺线管磁传感器6.5磁传感器测量电路6.6磁传感器应用实例。9，6.2可变气隙磁传感器，通常气隙的磁电阻大于芯和电枢的磁阻，l和之间的非线性关系。10、电枢在初始位置时，初始电感是在电枢向上移动时插入整理的。11，常识通过电话曲线图系列扩展到下一系列形式。同样，当电枢与测量的物体的初始位置一起向下移动时。

4、12，线性处理，即省略高项后的灵敏度与可变间隙磁电感传感器的测量范围和灵敏度和线性度矛盾，因此可变间隙磁电感传感器适于测量小位移。为了减少非线性误差，差动齿隙电感传感器。13，差动齿隙电感传感器，1芯；2-线圈；3-电枢，电枢向上移动时两个线圈的电感变化量 L1， L2，14，忽略自下而上线性处理，即高阶，灵敏度k0为，(1)差动可变间隙磁电感传感器的灵敏度是单线圈传感器的2倍。(2)单线圈忽略上述父项，差分类型忽略上述偶项，从而显着提高了差分自传感器线性度。，15，*其他形式：类型，16，6自传感器，6.1工作原理6.2可变气隙自传感器6.3可变区域自传感器6.4螺线管自传感器6.5自传感器

5、测量电路6.6自传感器应用实例。17，6.3可变区域自感传感器，传感器气隙长度保持不变，磁通阻塞区域取决于测试的非电量，如果芯材料和电枢材料的磁导率相同，则该可变区域自感传感器自感l是灵敏度，可变区域自感传感器具有线性关系，忽略气隙自感边缘效应；因此，预计可以获得更大的线性范围。但是与气隙自觉传感器相比，灵敏度低。18，6磁传感器，6.1工作原理6.2可变气隙磁传感器6.3可变区磁传感器6.4螺线管磁传感器6.5磁传感器测量电路6.6磁传感器应用实例。19，单线圈螺纹管传感器结构图，单线圈和差动结构。单线圈螺旋传感器的主要组成部分是螺旋线圈和圆柱形芯。传感器工作时，螺旋线圈的磁偏角值发生了变化

6、，因为芯从线圈伸出的长度发生了变化。如果激励恒流源，线圈的输出电压与核心的位移有关。6.4螺旋自感器，20，6.4螺线管自身传感器，1-螺线管线圈；2-螺线管线圈；3-骨骼；4-活动芯，L10，L20分别具有线圈I，初始电感值；差动管传感器结构图，21，当芯移动时(例如向右移动)，增加右电感值，减少左电感值，从而根据上述两种类型，每个线圈的灵敏度相同，两个线圈的灵敏度大小相同，符号相反，具有差分特性。22、总结，螺旋管自传感器特点：结构简单，制造组装方便；由于空气间距大，磁路的磁电阻高，灵敏度低，但线性范围大。磁路大部分是空气，很容易被外部磁场干扰。由于磁电阻高，实现特定磁感应所需的线圈灯数，

7、因此线圈分布电容大；线圈框架大小和形状必须稳定，否则会影响线性和稳定性。23、24，6磁电感传感器，6.1工作原理6.2可变气隙磁电感6.3可变区磁传感器6.4螺线管磁传感器6.5磁传感器测量电路6.6磁电感传感器应用实例。25，等效电路，等效电路的目的是分析磁芯线圈的电气参数和线圈特性的影响，了解和分析可变磁阻传感器，帮助选择传感器参数。传感器线圈图解电路：Rc 线圈的铜消耗电阻。Rv 涡流损耗电阻。Rh 磁滞损耗电阻。C 线圈匝间电容器和电缆分布电容。26，(1)铜损耗电阻Rc在线直径为d，电阻率r，线圈灯数n，平均旋转长度l，线皮效果和相邻效果被忽略时，线圈电阻为：27，(2)涡流损耗电

8、阻和涡流损耗电阻Rv由于频率为f的交流电流激励而产生的交变磁场可能导致线圈铁芯上的涡流损耗。根据典型涡流损耗计算公式，叠层芯的板材厚度必须薄，以减少涡流损耗；高电阻率有利于减少损失，但由于高渗透率，涡流损耗会增加。(3)磁滞损耗电阻磁滞损耗电阻Rh是因为铁磁物质在交变磁化时磁分子来回翻转时，必须克服阻力，就像产生摩擦热的能量损失一样。28，(4)并行寄生电容主要由线圈绕组的固有电容和电缆分布电容组成。为了进行分析，不首先考虑寄生电容c，将等效电路的线圈电感和并行铁损耗电阻(Re=Rh/Rv)对应于串行铁损耗电阻Re和串行电感l的等效电路，如图所示。29，等效电路，30，根据：铁损失的串行等效电

9、阻Re与l相关。因此，如果由于测试的非电量的变化，线圈电感发生变化，则电阻值也不需要。要减少这些额外阻力变化的影响，可以最小化Re/(wL)，忽略Re1中的1/Q2，省略常识，32表示RS和LS相对于r和l递增。有效质量因素包括：写：减少。因德顿斯的相对变化是：增加了。33，由此可见，并联电容c的存在，有效串联损耗电阻和有效电感都增加，有效q值减少，电感的相对变化增加，即灵敏度增加。因此，原则上，电缆正确校准的仪表(例如，如果电缆被更换)必须重新校准或使用并行电容器重新调整传感器的灵敏度。34，6.5自感测器测量电路，1。交流桥2。变压器桥3。自身传感器灵敏度，35，分析：电枢在初始位置保持桥

10、平衡，电枢向上移动：(a)交流电桥测量电路，36，*其他形式：类型，37，交流电桥是电感传感器、电容传感器的主测量电路。交流电桥的输出也常用于电阻测量，因为它可以直接连接到没有零点漂移的交流放大器。提供给交流电源的电源频率大约是满足传感器动态响应的频率要求的传感器位移变化(电感变化)频率的10倍。桥式电源的频率越高，温度变化对传感器的影响越小，传感器的输出灵敏度越高。桥梁供电功率的频率越高，核心损失和寄生电容的影响也越大。38，当电枢向上移动时，两个传感器阻抗为：桥输出：0，U0等于Ui；否则，则相反。因此，该测量电路可以提供有关位移大小和方向的信息。39，电路结构：传感器的两个线圈Z1，Z2

11、是相邻的工作臂，另外两个是交流变压器二级线圈的半阻抗，每个半电压为Ui/2，输出电压来自a，b两点，d点没有电位。(b)变压器交流电桥：40，单相变压器：两个线圈的无电直接连接，仅磁耦合。原始线圈(一次或一次线圈):两个线圈连接交流电源的线圈的灯数为N1。二次绕组线(二次绕组线或二次绕组线):连接到电气设备的线圈的灯数为N2。与原和二次绕组感应电动势的原和二次绕组同时交变磁通。变压器原始电位比和辅助电位比是电压比，等于原始电压比和辅助电压比。变压器的工作原理，41，(2)电枢向上移动时，Z1z26，电枢向下移动时，Z1z2。42，当电枢上下移动时，输出电压大小相同，极性相反，但由于是交流电源，

12、输出指令无法确定位移方向，因此必须与相位探测器相匹配进行解。43，3。自我传感器灵敏度、传感器结构灵敏度转换电路灵敏度、总灵敏度、44，第一个取决于传感器的类型。第二种取决于转换电路的形式。第三种是电源电压的大小、气隙、变压器桥传感器、传感器灵敏度的单位是mV/(mV)电源电压为1V，如果电枢偏移1m，则输出电压为几毫伏。45，6磁传感器，6.1工作原理6.2可变气隙磁传感器6.3可变区磁传感器6.4螺线管磁传感器6.5磁传感器测量电路6.6磁传感器应用实例。46，6.6磁传感器应用实例，磁电感传感器磁电感压力传感器，47，1。自感位移传感器，1传感器引线2芯套3芯4电感线5弹性弹簧6转7滚珠导轨8条9密封10玛瑙测试结束，48，2。自感压力传感器、可变间隙自感压力传感器结构