電感式傳感器原理及特性-資料下載頁
2025-05-12 02:52本頁面
【正文】 電 壓 波 形差 動 變 壓 器 輸出 電 壓 波 形相 敏 檢 波 解 調(diào)電 壓 波 形相 敏 檢 波 輸 出電 壓 波 形yu?yu0u yu?? 4. 差動變壓器式傳感器的應(yīng)用 可直接用于位移測量 ， 也可以測量與位移有關(guān)的任何機械量 ， 如振動 、 加速度 、 應(yīng)變 、 比重 、 張力和厚度等 。 接 頭通 孔線 路 板銜 鐵殼 體差 動 變 壓 器底 座膜 盒插 頭? 電感式滾珠直徑分選裝置 – 實現(xiàn)按滾珠直徑大小分類并計數(shù) 圖 差動變壓器式加速度傳感器原理圖 11B2A? x ( t )1— 懸臂梁；2— 差 動 變 壓器 差動變壓器式加速度傳感器 :由懸臂梁和差動變壓器構(gòu)成。測量時，將懸臂梁底座及差動變壓器的線圈骨架固定，而將銜鐵的 A端與被測振動體相連， 此時傳感器作為加速度測量中的慣性元件，它的位移與被測加速度成正比，使加速度測量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰频臏y量。當被測體帶動銜鐵以Δx(t)振動時，導(dǎo)致差動變壓器的輸出電壓也按相同規(guī)律變化。 電渦流式傳感器（互感式） 工作原理 （ a） 傳感器激勵線圈 。 （ b） 被測金屬導(dǎo)體 ～1I?1H?傳 感 器 激勵 線 圈( a )( b )2H?2I?被 測 金 屬導(dǎo) 體傳 感 器 激勵 電 流 根據(jù)法拉第定律 ， 當傳感器線圈通以正弦交變電流 I1時 ， 線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場 H1， 使置于此磁場中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流 I2， I2又產(chǎn)生新的交變磁場 H2。 根據(jù)愣次定律 ， H2的作用將反抗原磁場 H1， 由于磁場 H2的作用 ， 渦流要消耗一部分能量 ， 導(dǎo)致傳感器線圈的等效阻抗發(fā)生變化 。 線圈阻抗的變化完全取決于被測金屬導(dǎo)體的電渦流效應(yīng) 。 式中 , r為線圈與被測體的尺寸因子 。 測量方法 ： 如果保持上式中其它參數(shù)不變 ， 而只改變其中一個參數(shù) ， 傳感器線圈阻抗 Z就僅僅是這個參數(shù)的單值函數(shù) 。 通過與傳感器配用的測量電路測出阻抗 Z的變化量 ， 即可實現(xiàn)對該參數(shù)的測量 。 Z=F(ρ,μ,r,f,x) 傳感器線圈受電渦流影響時的等效阻抗 Z的函數(shù)關(guān)系式為 基本特性 電渦流式傳感器簡化模型 ra s1xhrari( ?r? )23 電渦流傳感器簡化模型中 ， 把在被測金屬導(dǎo)體上形成的電渦流等效成一個短路環(huán) ， 即假設(shè)電渦流僅分布在環(huán)體之內(nèi) ， 模型中 h（ 電渦流的貫穿深度 ） 可由下式求得： fhr????0?式中 , f為線圈激磁電流的頻率。 根據(jù)簡化模型 ， 可畫出等效電路圖 。 圖中 R2為電渦流短路環(huán)等效電阻 ， 其表達式為 iarrnhR122???根據(jù)基爾霍夫第二定律，可列出如下方程： ????????????022221121111ILjIRIMjUIMjILjIR??????????? 解得等效阻抗 Z eqeq LjRLLRMLjRLRMRIUZ????????????????????? 22222222122222222111??222222221 RLRMRReq ????? 222222221 LLRMLLeq ?????線圈的等效品質(zhì)因數(shù) Q值為 可見： 因渦流效應(yīng) ， 線圈的品質(zhì)因素 Q下降 。 eqeqeqwLQR????＝＝ 電渦流傳感器測量電路 主要有調(diào)頻式、 調(diào)幅式電路兩種。 1. 調(diào)頻式電路 oC位 移 顯 示 器振蕩器高頻放大器限幅器鑒頻器功率放大器記 錄 儀計 算 機 （ 計 數(shù) ）oLL??off?? oUU??T T L 電 平 傳感器線圈接入 LC振蕩回路 ， 當傳感器與被測導(dǎo)體距離 x改變時 ， 在渦流影響下 ， 傳感器的電感變化 ， 將導(dǎo)致振蕩頻率的變化 ， 該變化的頻率是距離 x的函數(shù) ， 即 f=L(x), 該頻率可由數(shù)字頻率計直接測量 ， 或者通過 fV變換 ， 用數(shù)字電壓表測量對應(yīng)的電壓 。 振蕩器的頻率為 CxLf)(21??為了避免輸出電纜的分布電容的影響 ， 通常將 L、 C裝在傳感器內(nèi) 。 此時電纜分布電容并聯(lián)在大電容 C C3上 ， 因而對振蕩頻率 f的影響將大大減小 。 2. 調(diào)幅式電路 由傳感器線圈 L、 電容器 C和石英晶體組成 。 石英晶體振蕩器起恒流源的作用 ， 給諧振回路提供一個頻率 （ f0）穩(wěn)定的激勵電流 io， LC 式中 , Z為 LC回路的阻抗。 21||1jw LZ jw Ljw C w LC?? ?0 21oojw LU i Z iw LC? ? ? ? ?高 頻放 大 器檢 波 器低 頻放 大 器oUoU oU 當金屬導(dǎo)體遠離或去掉時 ， LC并聯(lián)諧振回路諧振頻率即為石英振蕩頻率 fo， 回路呈現(xiàn)的阻抗最大 ， 諧振回路上的輸出電壓也最大；當金屬導(dǎo)體靠近傳感器線圈時 ， 線圈的等效電感 L發(fā)生變化 ， 導(dǎo)致回路失諧 ， 從而使輸出電壓降低 ， L的數(shù)值隨距離 x的變化而變化 。 因此 ， 輸出電壓也隨 x而變化 。 輸出電壓經(jīng)放大 、 檢波后 ， 由指示儀表直接顯示出 x的大小 。 除此之外， 交流電橋也是常用的測量電路。 ZOf0f ? 位移測量 ? 振幅測量 ? 轉(zhuǎn)速測量 ? 無損探傷 （ a ) 振 幅 測 量（ b ) 轉(zhuǎn) 速 測 量 （ c ) 無 損 探 傷電 渦 流 式 傳 感 器電 渦 流 式 傳 感 器被 測 體被 測 體被 測 體裂 紋位 移 方 向
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