单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级主 编 刘伟电子工业出版社传感器原理及应用技术(第2版)高等职业教育电子信息类贯通制教材(机电技术专业)第3章电感式传感器3.1 自感式电感传感器及其应用3.2 差动变压器及其应用3.3 电涡流式传感器及其应用小 结3.1 自感式电感传感器及其应用3.1.1 自感式传感器工作原理3.1.2 自感式电感传感器的测量电路3
单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级第八节 感应同步器又名测量(或精密)位移变压器(Inductosyn) 它是一种电磁感应式多极位置传感器元件由于多极结构在电与磁两方面对误差起补偿作用所以具很高的精度一.概述1. 定义:感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的2.直接测量的量: 直线位移(长感应同步器)
??? ?? ??? ????? ??? ???? ??????? ???? ???? ????? ????? ?? ??? ????? ??? ???? ??????? ???? ???? ????? ??第3章 电感式传感器3.1 变磁阻式传感器13.2 互感式传感器3.3 电涡流式传感器32概述 电感式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量如位移压力流量重量振动等转
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分为变磁阻式变压器式涡流式等特点:工作可靠寿命长灵敏度高分辨力高精度高线性好性能稳定重复性好线圈中电感量可由下式确定: (2-3-4) 输出特性L与δ之间是非线性关系 特性曲线如图2-3-2所示当Δδδ0<<1时(台劳级数): 对式(2-3-11)(2-3-13)作线性处理即忽略高次项后可得 衔铁上移 切线斜率变大差动变隙式电感传感器2. 变压器式交流电桥(2-3-26) 变磁阻式传感
4根据对电感的定义线圈中电感量可由下式确定: 上式表明当线圈匝数为常数时电感L仅仅是磁路中磁阻Rm的函数改变δ或S0均可导致电感变化因此变磁阻式传感器又可分为变气隙厚度δ的传感器和变气隙面积S0的传感器 目前使用最广泛的是变气隙厚度式电感传感器 (3-8) (3-14) 1720(3-21) 将 代入式(3-20)得3235
传感器原理及应用不足:存在交流零位信号不宜于高频动态测量变气隙式L=f(δ)为非线性关系当δ0时L为∞考虑导磁体的磁阻当δ0时并不等于∞而具有一定的数值在δ较小时其特性曲线如图中虚线所示如移动衔铁使面积S改变从而改变L值时则Lf(S)的特性曲线为一直线 非线性误差随 的增大而增大 非线性误差为100ⅠL螺管线圈螺管线圈( )设螺管线圈全长为l内径为r匝数为N通电电流强度为I沿轴线任意一点P
优点:(1)测量范围大抗过载能力大(2)灵敏度高(3)动态响应时间短(4)机械损失小(5)结构简单适应性强(6)价格低廉等S当覆盖长度变化时电容量也随之变化当内筒上移为a 时内外筒间的电容C1为:a(2)单组式平板形线位移传感器h1可知传感器的电容量C与液位高度h1成线性关系1C2 d0注:RS一般不大化简时 可忽略E将电桥平衡条件Z1Z4Z2Z3带入上式整理得由图3-9可知uo一电容电场的边
单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级第3章 电感式传感器 物理基础:电磁感应原理 将被测量转换成线圈的自感或互感 电感?电压电流振荡频率4182022 4:58 AM1第3章 电感式传感器特点:高灵敏度高分辨率(0.1um)高精度 (0.10.5)高稳定性高重复性长寿命低频测量(除电涡流传感器外)……应用: 位移速度加速度 压力流量 接近觉41820222
2δs1sΔδ非线性误差:1衔铁上移Δδ时上传感器气隙δ-Δδ下传感器气隙δΔδδ物理基础:变压器的互感原理测量对象:位移及其相关量Es1M151RS2Es与互感之差成线性关系LS1有效值 谐振式调幅电路3132023-xL272829Jo1用途:位移厚度无损探伤高精度动态非接触测量32M求线圈等效阻抗35L1C1晶体振荡器x1鉴频器 低频透射式涡流传感器42Zx31320233132023313
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