【正文】 它的優(yōu)點是：不受金屬表面涂料、油、水等介質(zhì)的影響；可實現(xiàn)非接觸測量；反應(yīng)快。這時，被測板厚即板厚設(shè)定值與偏差指示值的代數(shù)和。 上一頁 下一頁 返回 電渦流式傳感器 ? 2. 測厚度 ? 電渦流式傳感器也可用于厚度測量。為此，傳感器線圈 L可采用熱繞工藝繞制在低膨脹系數(shù)材料的骨架上，并配以高穩(wěn)定的云母電容或具有適當(dāng)負溫度系數(shù)的電容 (進行溫度補償 )作為諧振電容 C。 上一頁 下一頁 返回 電渦流式傳感器 ? 這種電路除結(jié)構(gòu)簡單、成本較低外，還具有靈敏度高、線性范圍寬等優(yōu)點，因此監(jiān)控等場合常采用它。 上一頁 下一頁 返回 電渦流式傳感器 ? 2. 變頻調(diào)幅電路 ? 定頻調(diào)幅電路雖然有很多優(yōu)點，并獲得廣泛應(yīng)用，但線路較復(fù)雜，裝調(diào)較困難，線性范圍也不夠?qū)?。?dāng)被測導(dǎo)體為軟磁材料時，由于 L增大而使諧振頻率下降 (向左偏移 )。目前所用的諧振電路有三種類型：定頻調(diào)幅式、變頻調(diào)幅式與調(diào)頻式。在這種情況下，線圈與磁性材料所構(gòu)成磁路的等效磁導(dǎo)率 181。設(shè)線圈的電阻為 R1，電感為 L1，阻抗為 Z1=R1+jωL1；短路環(huán)的電阻為 R2，電感為 L2；線圈與短路環(huán)之間的互感系數(shù)為 M。目前，這種傳感器已廣泛用來測量位移、振動、厚度、轉(zhuǎn)速、溫度、硬度等參數(shù)，以及用于無損探傷領(lǐng)域?？蓽y量的振幅范圍為 ～ 5mm，振動頻率一般為 0～ 150 Hz。 上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 差動整流后的輸出電壓的線性度與不經(jīng)整流的次級輸出電壓的線性度有些不同，當(dāng)二次線圈阻抗高，負載電阻小，接入電容器進行濾波時，其輸出線性的變化度傾向是：當(dāng)鐵心位移大時，線性靈敏度增加，利用這一特性就能夠使差動變壓器的線性范圍擴展。例如采用相敏整流電路，既可判別銜鐵移動方向又可改善輸出特性，減小零點殘余電壓。 E0為零點殘余電動勢，這是由于差動變壓器制作上的不對稱以及鐵心位置等因素所造成的。由于兩個二次繞組反向串接，所以差動輸出電動勢為零。負號表示的是，當(dāng)銜鐵向上移動， 為正，輸出電壓與輸入電壓反相 (相位差180176。 上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 初級繞組作為差動變壓器激勵用，相當(dāng)于變壓器的原邊，而次級繞組相當(dāng)于變壓器的副邊。 上一頁 下一頁 返回 自感式電感傳感器 ? 同樣可以得出結(jié)果：當(dāng)銜鐵下移時，電壓表總是反向偏轉(zhuǎn)，輸出為負。 ? 圖 47所示是一個采用了帶相敏整流的交流電橋。由 ；L1= L2=L；則有 Z1=Z2=Z=R’+jwL，另有 R1=R2=R。 ? 差動式電感傳感器的結(jié)構(gòu)要求兩個導(dǎo)磁體的幾何尺寸及材料完全相同，兩個線圈的電氣參數(shù)和幾何尺寸完全相同。 ? 設(shè)線圈長度為 l、線圈的平均半徑為 r、線圈的匝數(shù)為 N、銜鐵進入線圈的長度 la、銜鐵的半徑為 ra、鐵心的有效磁導(dǎo)率為 181。所以，實用中經(jīng)常采用差動式結(jié)構(gòu)。 ? 當(dāng)銜鐵下移 Δ 時，傳感器氣隙增大 Δ ，電感量變化為 ΔL1 2002NsL ???200002NsL ???2 2 20 0 0 0 0 0 01 0 00 0 0 0 0s s s 2( 1 )2 ( ) 2 2 2 2N N NL L L L? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ???上一頁 下一頁 返回 自感式電感傳感器 ? 電感量的相對變化為 ? 當(dāng) 時，可將上式展開成泰勒級數(shù)形式 ? (43) ? 同理，當(dāng)銜鐵上移 時，電感量變化為 ΔL2 ? 電感量的相對變化為 ? 同樣展開成泰勒級數(shù)形式 10 0 001( ) ( )1LL???? ? ??? ??????? ?01???2210 0 0 0( ) ( )LL ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ??2 0 00L L L L ????? ? ? ? ??20 0 001( ) ( )1LL???? ? ??? ??? ? ? ???? ?上一頁 下一頁 返回 自感式電感傳感器 ? (44) ? 忽略式 (43)或式 (44)中二次項以上的高次項，可得 ? 傳感器的靈敏度為 ? 由上式可見，變隙式電感傳感器的測量范圍與靈敏度及線性度相矛盾。傳感器工作時，銜鐵與被測物體連接，當(dāng)被測物移動時，氣隙厚度 發(fā)生變化，氣隙的磁阻發(fā)生相應(yīng)的變化，從而導(dǎo)致電感的變化，就可以確定被測量的位移大小。為了得到一定的線性度，一般 ? 取 。 ? 螺管式電感傳感器 ? 圖 44所示為螺管式電感傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。 ? 螺管式靈敏度較低，測量誤差小，但量程大且結(jié)構(gòu)簡單易于制作和批量生產(chǎn)，是使用越來越廣的一種電感式傳感器。圖 46所示是交流電橋的幾種常用形式。 39。如果輸入交流電壓為正半周，則 A點電位為正， B點電位為負，二極管 VD VD4導(dǎo)通， VD VD3截止。互感電感傳感器是根據(jù)變壓器的原理制成的，有初級繞組和次級繞組，初級繞組、次級繞組的耦合能隨銜鐵的移動而變化，即繞組間的互感隨被測位移的改變而變化。 ? 2. 輸出特性 iU?2 1 2 2o 0U E E? ? ?? ? ?21 21EE???o 0U? ?上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 設(shè)初級、次級線圈的匝數(shù)分別為 W W2，初級線圈電阻為 R，當(dāng)有氣隙時，傳感器的磁回路中的總磁阻近似值為 ? Ra， 為初級線圈激勵電壓，在初始狀態(tài)時，初級線圈電感為 ? 初始時，初級線圈的阻抗分別為 ? 此時初級線圈的電流為 ? 當(dāng)氣隙 變化時，兩個初級線圈的電感值分別為 srU?211 1 1 2aWLLR??39。 ????s c s r210WUUSW???????2oo10WUUW???????上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 差動變壓器工作在理想情況下 (忽略渦流損耗、磁滯損耗和分布電容等影響 )，它的等效電路如 圖 410所示。 ? 2. 輸出特性 ? 由圖 410可以看出一次繞組的電流為 ? 二次繞組的感應(yīng)電動勢為 ? 由于二次繞組反向串接，所以輸出總電動勢為 ? 其有效值為 111jUIRL???? ? ?2 1 11jE M I?????2 2 12jE M I?????12 1211j ( ) jUE M M RL? ??? ? ? ??1 2 12 2211()()M M UERL?????上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ?