傳感器第4次課--能量控制型傳感器(編輯修改稿)
2025-05-28 18:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 52 26 13 LED閃爍 CD4060 中文資料 ? 特點(diǎn)： ? ① 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)觸點(diǎn)，工作可靠壽命長(zhǎng)； ? ② 靈敏度分辨率高，能測(cè) 的變化，輸出信號(hào)強(qiáng)； ? ③ 線性度和重復(fù)性較好，在一定位移幾十 181。m ～數(shù) mm內(nèi)，非線性誤差可做到 %～ %，且穩(wěn)定性好。在工業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。 ? 缺點(diǎn)：頻率響應(yīng)較低，不宜快速動(dòng)態(tài)測(cè)控。 ? 電感型傳感器分為自感、互感、電渦流式。其中自感式傳感器又分 變隙式、變面積式和螺線管式三種 自感式傳感器 ? 利用線圈自感的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量電測(cè)的一種裝置。對(duì)位移壓力、壓力、振動(dòng)、應(yīng)變、流量等進(jìn)行測(cè)量。自感式傳感器有變隙式、變面積式和螺管式三種。它把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)變?yōu)樽愿邢禂?shù) L。 ? 一、變隙式 ? 結(jié)構(gòu)：如圖所示，由線圈、鐵芯、銜鐵等組成。 工作原理：傳感器工作時(shí) ， 銜鐵與被測(cè)體連接 。 當(dāng)被測(cè)體產(chǎn)生177。 δ 的 位移 時(shí) ， 銜鐵與其同步移動(dòng) ， 引起磁路中 氣隙的磁阻 發(fā)生相應(yīng)的變化 。 從而導(dǎo)致線圈 電感的變化 。只要測(cè)出這種電感量的變化 ， 就能確定銜鐵 （ 被測(cè)體 ） 位移量的大小和方向 。 變隙式傳感器 垂直運(yùn)動(dòng)則為變隙式 當(dāng)匝數(shù) N確定 ， 若保持面積 S為常數(shù) ， 則 L是氣隙厚度 δ 的函數(shù) ， 即L=F（ δ ） 。 電感量 L與氣隙厚度 δ成反比 。 輸入與輸出是 非線性 。 ?22 uSNL ? N — 線圈匝數(shù) 。 μ— 真空磁導(dǎo)率 。 δ— 氣隙厚度； S— 氣隙有效截面積 靈敏度： K= = = K0= = 如圖所示 。 可以看出 ， δ 越小 ，Ｋ越高 ， 為保證線性度 ， 只能用于微小位移的測(cè)量 。 ?ddL 2 024S2N????0L????0LL01? ?22uSNL ?根據(jù)公式， L除了與縱向的位移 δ成反比外，還與 空氣隙有效截面積 S成正比，所以當(dāng)銜鐵 橫向移動(dòng) 造成有效截面積變化時(shí)， L也隨之變化，根據(jù)這種理論，可做成截面型或者變面積型自感式傳感器。 水平運(yùn)動(dòng)則為變面積式 變面積式傳感器 由于漏感的原因，線性區(qū)范圍很小，故工業(yè)上應(yīng)用不多。 螺管式傳感器 工作原理：傳感器工作時(shí)， 銜鐵在線圈中伸入長(zhǎng)度的變化 將引起螺線管線圈電感量的變化 。一般情況（長(zhǎng)度 L＞＞ r），被測(cè)體與銜鐵鋼性連接。當(dāng)銜鐵處于螺線管中間位置時(shí)，可以認(rèn)為線圈內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻，此時(shí)，空心線圈（鐵芯插入長(zhǎng)度 X=0）的電感為 單線圈螺線管電感傳感器測(cè)量范圍大、線性度好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和便于制作。廣泛應(yīng)用于測(cè)量大量程直線位移。缺點(diǎn)為靈敏度較低。 采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，除了可以改善非線性、提高靈敏度外，對(duì)電源電壓與頻率的波動(dòng)及溫度變化等外界影響也有補(bǔ)償作用，從而提高了傳感器的穩(wěn)定性。 變隙式、變面積式和螺管式三種自感式傳感器均對(duì)應(yīng)有差動(dòng)方式 截面差動(dòng)型自感傳感器原理 氣隙差動(dòng)型自感傳感器原理 靜鐵 自感式傳感器應(yīng)用舉例 測(cè)試氣體壓力的傳感器 圖中，感受氣體或流體壓力的元件為膜盒，因此測(cè)試壓力范圍由膜盒的剛度來(lái)決定。這種傳感器用于測(cè)量精度要求不高的場(chǎng)所或者報(bào)警系統(tǒng)。 差動(dòng)變壓器的工作原理 類似變壓器的作用原理 。 這種類型的傳感器主要包括銜鐵、一次繞組和二次繞組等。一、二次繞組間的耦合能隨銜鐵的移動(dòng)而變化，即繞組間的互感隨被測(cè)唯一改變而變化。由于在使用時(shí)采用兩個(gè)二次繞組反向串接，以差動(dòng)方式輸出，所以把這種傳感器稱為差動(dòng)變壓器式電感傳感器，通常通稱差動(dòng)變壓器。 右圖顯示：當(dāng) X從中心位置的 0往更大移動(dòng)時(shí)候，原來(lái)等大的E21增加， E22減少，差值為 E2，虛線為E2實(shí)際曲線。 底端的 E0為殘余電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生的原因是不對(duì)稱以及銜鐵位置。此值使得在零點(diǎn)附近不靈敏，給測(cè)量帶來(lái)誤差 兩個(gè)次級(jí)分別整流 簡(jiǎn)易整流 位移變化頻率很低，無(wú)法通過(guò)變壓器互感，所以必須調(diào)制到高頻再檢波 缸體狀空心截面彈性元件受力發(fā)生形變，銜鐵相對(duì)線圈移動(dòng) 壓力傳感器
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