检测技术及传感器 S08.电容电感

1、检测技术及仪器,T 从磁通分布看，衔铁在线圈中部位置工作时，传感器灵敏度最高，并有较好的线性范围； 磁路大部分为空气，易受外磁场干扰； 结构简单、制造装配容易。,M&T,I 检测元件与检测技术,自感式检测元件 差动结构 由于线圈电流的存在，单组自感传感器的衔铁受单向电磁力作用，易受电源电压和频率的波动与温度变化等外界干扰的影响，以及非线性等因素的制约。 采用差动技术构成差动式自感传感器，改善性能。,M&T,I 检测元件与检测技术,自感式检测元件 差动结构,M&T,I 检测元件与检测技术,自感式检测元件 差动结构 差动式电感传感器的灵敏度比单线圈电感传感器提高一倍； 差动式电感传感器非线性失真小

2、； 衔铁受方向相反、大小相等的电磁力作用，结果电磁力的影响被抵消； 对电源电源电压与频率的波动及温度变化等外部影响也有补偿作用。,M&T,I 检测元件与检测技术,互感式检测元件 互感式传感器是一种线圈互感随衔铁位移变化的变磁阻式传感器。其原理类似于变压器。,M&T,I 检测元件与检测技术,互感式检测元件 互感 M 按磁路几何参数变化形式 变气隙式 变面积式 螺线管式,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器是利用电涡流效应进行测量。 形成电涡流的两个条件 存在交变磁场 导体处于交变磁场之中,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器电路等效处理 将

3、被测导体上形成的电涡流等效为一个短路环； 激磁电路是一个 RL 电路； 线圈与被测导体等效为相互偶合的两个线圈，线圈与短路环之间的互感系数为 M。,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器电路等效处理 线圈受被测金属导体（中涡流）影响后的等效阻抗 Z 为,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器电路等效处理 L1 为线圈的电感，与磁效应有关若被测导体为非磁性材料，电感 L1 就是空心线圈的电感；若被测导体为磁性材料，电感 L1 随线圈离导体距离 x 的变化而变化。 xL,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器电路等效处理

4、 第二项与涡流效应有关涡流引起的反磁场将使线圈等效电感 L 减小；线圈与导体距离 x 越小，第二项（电感）值越大，等效电感 L 减小的程度就越大（被测导体的涡流效应越明显）。 x L,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器电路等效处理 等效电阻 R 总是比原有的电阻 R1 来得大，这是因为距离 x 越小，涡流效应越大引起的涡流损耗、磁滞损耗越大，使线圈等效阻抗 R 增加。 x R 金属导体材料的导电性， 将直接影响线圈等效阻抗 R 的大小,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器的结构类型 变间隙式 变面积式 螺线管式 低频透射式,M&T,I

5、检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器的结构类型 变间隙式变间隙式电涡流传感器结构简单，由一个扁平线圈固定在框架上构成。,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器的结构类型 变面积式变面积电涡流传感器是利用被测导体与传感器线圈之间相对覆盖面积的变化引起电涡流效应的变化，来测量位移的。,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器的结构类型 螺线管式这种传感器由套筒和螺管线圈组成，套筒沿轴向移动，与自感式传感器相似。,M&T,I 检测元件与检测技术,电涡流式检测元件 电涡流式传感器的结构类型 低频透射式低频透射式电涡流传感器由发射线圈 L1和接收线圈 L2组成，它们分别位于被测金属板材的两侧。理论分析和实验证明： U2与 e-h/t成正比。,M&T,I 检测元件与检测技术,小结 电容型检测元件的原理 平板电容、柱面电