【正文】 l =2mm， l? =~ 較大行程位移測量，常用的螺管式電感傳感器 如果采用差動變隙型電感傳感器，則靈敏度提高一倍，線性度提高一個數(shù)量級。使用最廣泛是變氣隙型電感傳感器。當銜鐵與固定鐵心之間的氣隙等于零時，毫安表的讀數(shù)只剩下十幾毫安。 dΦet??WLI??? 自感式傳感器 ? 互感式傳感器 ? 電渦流式傳感器 ? 壓磁式傳感器 ? 感應同步器 電感式傳感器具有工作可靠 ,壽命長 。其主要缺點是存在零點殘余電壓、靈敏度、線性度和測量范圍相互制約 , 傳感器自身頻率響應低 , 不適用于快速動態(tài)測量。 1. 工作原理 因為氣隙很小，可以認為氣隙中的磁場是均勻的。 附圖 變氣隙型自感式傳感器 L與 l0關系 22 0002mWSWLRl???設 ?l為氣隙變化 (減少 )量，為 ?L電感值變化量，則 ： （ 1）靈敏度 220 0 0 000020 0 0 00 0 002 ( ) 2( 1 ) ( )2 1W S W SL L Ll l lW S l L lll l l ll???? ? ? ? ????? ? ?????當 Δl/l01，將上式按 泰勒級數(shù)展開 ，可得變氣隙型自感式傳感器的靈敏度為 2000 0 0 0[ 1 ( ) ]l LLL l lK l l l l l? ? ?? ? ? ? ? ??? ??20 0 0200 2lL W SKll???通常靈敏度可近似地表示為 （ 2）非線性誤差 若用上式近似求取靈敏度，由于忽略了原式中的高次非線性項產(chǎn)生了非線性誤差。 如果采用差動截面型電感傳感器，則 靈敏度提高一倍 。 根據(jù)以上求法可以求得當運動鐵心插入線圈內(nèi)長度為 lc時，電感值為 此時，螺管內(nèi)電感總量為 當 , ，上式可近似為 當傳感器的結構和材料確定以后，式中只有 lc為變量，即 L=f(lc)，所以當鐵心隨外作用產(chǎn)生不同 lc時，由上式就有相應的電感值 L。 / cK L l?22201 0 2 0 2 () c m cWL L L r l r ll?? ?? ? ? ? 比較： 氣隙型 自感傳感器靈敏度高 ，它的 主要缺點是非線性嚴重 ，為了限制線性誤差，示值范圍只能較??；它的自由行程小，因為銜鐵在運動方向上受鐵心限制，制造裝配困難。圖 （ a）所示為交流電橋的一般形式，橋臂 Zi可以是電阻、電抗或阻抗元件，當 負載端空載 時，輸出電壓為開路電壓，表示為 2 3 1 42401 2 3 4 1 2 3 4( ) ( )Z Z Z ZZZU U UZ Z Z Z Z Z Z Z?? ?? ? ???? ? ? ???當負載端接有 負載 ZL時，圖 （ a）所示的電路可等效成圖 （ b）所示的 戴維南等效電路 ，此時橋路的負載輸出電壓為 2 3 1 41 2 3 4 1 2 3 4 3 4 3 4()( ) ( ) ( ) ( )LL LZ Z Z Z Z UUZ Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z??? ? ? ? ? ?圖 交流電橋的兩種實用形式 在實際應用中， 交流電橋常和差動式自感傳感器配用 ，傳感器的兩個電感線圈作為電橋的兩個工作臂，電橋的平衡臂可以是純電阻，或者是變壓器的兩個二次側線圈。 當銜鐵上移，上部線圈阻抗增大， Z1=Z+△ Z，則下部線圈阻抗減少， Z2=Z△ Z。 由于 ΔU0的存在，造成測量系統(tǒng)存在不靈敏區(qū) Δl0，這一方面降低了測量精度，削弱了分辨能力，易使放大器飽和，同時也影響 U0與 l之間轉換的線性度。 圖 器。 互感式傳感器 互感式傳感器也分為閉磁路和開磁路兩種，且大多采用差動形式。 基本特性 根據(jù)電磁感應定律，次級繞組中感應電動勢的表達式分別為 1111jUIrL?? ?當次級開路時 112 IMjE a ?? ??? 122 IMjE b ?? ???在兩個次級繞組反向串聯(lián)和次級開路的條件下 11121222)(LjrUMMjEEUba ???????? ????1 2 122211()()M M UUrL?????輸出電壓的有效值 在線性范圍內(nèi)，輸出電動勢隨銜鐵正、負位移而線性增大。 RP1為零點調(diào)整， RP2為滿度調(diào)整。 ? 被測壓力由接頭 1傳入膜盒 2：自由端產(chǎn)生一正比于被測壓力的位移 →帶動銜鐵 6在差動變壓器線圈 5中移動 — 差動變壓器輸出電壓。 ? 金屬導體中電渦流滲透的深度與傳感器線圈的激勵電流頻率有關，因此，按照電渦流在導體內(nèi)的貫穿情況，可分為高頻反射式 和 低頻透射式 兩類電渦流傳感器，其中高頻反射式應用較為廣泛，但兩者基本工作原理仍是相似的。常用的 電渦流測距傳感器， 即是在 ρ， μ， r， I， f恒定不變時，阻抗僅是距離 x的單值函數(shù)。 為同時研究阻抗實、虛兩部分，常用品質因數(shù) Q來表示。 ? 因此，根據(jù)輸出是電壓幅值還是電壓頻率，諧振電路分為調(diào)幅和調(diào)頻兩種。 大直徑電渦流探雷器 ? 轉速測量 ? 計數(shù) ? 測厚度 ? 探傷 ? 測振動 ? 測溫 ? 測位移 電渦流傳感器的應用 a）測位移 測量封口機工作間隙 市場上自動封口機，利用電渦流原理。 c）測振動 汽輪機葉片測試 測量懸臂梁的振幅及頻率 d）測轉速 若轉軸上開 z個槽 (或齒 )，頻率計的讀數(shù)為 f（單位為 Hz），則轉軸的轉速 n（單位為 r/min）的計算公式為 6 0 fn z?e） 探傷 手持式裂紋測量儀 油管探傷 用掌上型電渦流探傷儀檢測飛機裂紋 工作原理 某些鐵磁物質在外界機械力的作用下，在其內(nèi)部產(chǎn)生機械應變，從而產(chǎn)生應力，導致磁導率發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為 壓磁效應 。圖 （ a）所示即為典型的一例 ,它是用硅鋼片疊成的，經(jīng)粘接或點焊成一體，如圖所示在對稱位置上開四個通孔，沿對角線的方向各繞兩個繞組： W1為一次繞組，用交流電供電； W2為二次繞組作為敏感繞組。 感應同步器 工作原理 感應同步器是 60年代末發(fā)展起來的一種自動高精度位移(線位移、角位移 )傳感器。（ b）為定尺截面結構圖 輸出信號的測量 1．鑒幅型系統(tǒng) 所謂鑒幅型是根據(jù)感應電動勢的幅值變化來測量機械位移量的一種工作方式。這就是鑒相型系統(tǒng)的理論依據(jù)。 2．鑒相型系統(tǒng) 鑒相型是根據(jù)感應電動勢的相位來測量機械位移量的一種工作方式。 （ a） （ b） 圖 定尺和滑尺印刷電路截面結構 感應同步器根據(jù)兩個平面形繞組的互感隨位置而變化的原理制造的。即是說，如果將這個鐵磁棒置于磁場中，則在棒中必有按螺旋形分布的磁通，此磁通可認為是兩個磁通的合成，一個沿軸向分布，另一個沿旋轉方向分。例如用來測量軋鋼的軋制力、鋼帶的張力、電梯安全保護等。來自不同應用領域的許