電感傳感器(1)自感傳感器(已修改)
2025-01-30 20:42 本頁面
【正文】 1 第三章 電感傳感器 (1) 2 利用線圈自感和互感的變化實現(xiàn)非電量的測量。 電感式傳感器最基本原理是電磁感應(yīng)原理。 被測物理量 位移 振動 壓力 流量 比重 的變化 傳感器 自感系數(shù) L 互感系數(shù) M 的變化 電路 電壓 電流 3 電感傳感器優(yōu)點： 靈敏度高，分辨力高，位移： ?m ； 精度高，線性特性好，非線性誤差： %? % ； 性能穩(wěn)定，重復(fù)性好 ； 結(jié)構(gòu)簡單可靠、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強、對工作環(huán)境要求不高、壽命長 能實現(xiàn)信息的遠距離傳輸、記錄、顯示和控制等。 4 電感式傳感器分類 變磁阻式傳感器 — 自感型 差動變壓器式傳感器 — 互感型 渦流式傳感器 — 自感型和互感型都有 高頻反射式 — 自感型 低頻透射式 — 互感型 5 第一節(jié) 自感式傳感器 又叫變隙式自感傳感器。 基本原理： 鐵芯線圈磁路氣隙的改變，引起氣隙磁阻的變化，從而導(dǎo)致線圈自感的變化。 有單線圈、差動線圈兩類 氣隙參數(shù)的改變分： 變氣隙長度 , 變氣隙截面兩種 6 一、 單線圈自感傳感器 電磁感應(yīng)定律： 當(dāng)一個線圈中電流 i變化時，該電流產(chǎn)生的磁通 Φ也隨之變化，因而在線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電勢 el，這種現(xiàn)象稱之為 自感 。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢稱為 自感電勢。 變磁阻式傳感器由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。 氣隙參數(shù)的改變分： 變氣隙長度 , 變氣隙截面兩種 7 銜鐵移動，氣隙距離變化 Ll2177。 ? ?δl1銜 鐵鐵 芯激 勵 線 圈支 撐鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為 δ，傳感器的運動部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動時，氣隙厚度 δ發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，因此只要能測出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。 變氣隙長度 8 Ll2?Sl1銜鐵鐵 芯激勵線圈支 撐S變氣隙截面積 變氣隙截面積 9 根據(jù)對電感的定義，線圈中電感量可由下式確定： INIL?? ??式中： Ψ——線圈總磁鏈； I——通過線圈的電流； N——線圈的匝數(shù)； φ——穿過線圈的磁通。 由磁路歐姆定律， 得 mRIN??式中 , Rm為磁路總磁阻。 mRNL 2?10 對于變隙式傳感器， 因為氣隙很小，所以可以認為氣隙中的磁場是均勻的。 若忽略磁路磁損， 則磁路總磁阻為 000222111SlSlSlRm ??? ???式中： l l l0——分別為鐵芯、銜鐵、氣隙長度； S S S0 ——分別為鐵芯、銜鐵、氣隙 的截面積； μ1 、 μ2 、 μ0——分別為鐵芯、銜鐵、氣隙 的導(dǎo)磁率； ?20 ?l11 通常氣隙磁阻遠大于鐵芯和銜鐵的磁阻， 即 ???????????222000111000SlSlSlSl????磁路磁阻主要有氣隙磁阻決定。忽略銜鐵和鐵芯磁阻
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