電感式傳感器ppt課件-展示頁(yè)
2025-01-28 23:18本頁(yè)面
【正文】 R來(lái)表示；無(wú)功分量包含： 線圈的自感 L, 繞線間分布電容 C。 圖 43 差動(dòng)變隙式電感傳感器 sU??L1L2RoRooU?1 22131— 鐵芯；2— 線圈；3— 銜鐵 為了減小非線性誤差，實(shí)際測(cè)量中廣泛采用 差動(dòng)變隙式 電感傳感器。 ??20022 SWRWLm????L??＋ ? ???－ ? ??oL0L0＋ ? LL0－ ? L圖 42 變隙式電壓傳感器的 Lδ特性 分析： 當(dāng)銜鐵處于 初始位置 時(shí) ， 02000 2 ?? WSL ? （ 47） 當(dāng)銜鐵 上移 Δδ時(shí) ， 傳感器氣隙減小 Δδ， 即 δ=δ0－ Δδ， 則此時(shí)輸出電感為 00000201)(2??????????????LSWLLL（ 48） 當(dāng) Δδ/δ01時(shí)（ 臺(tái)勞級(jí)數(shù) ）： ????????????????? ?????????? ???????? ?3020000 1 ??????LLLL （ 49） 可求得電感增量 ΔL和相對(duì)增量 ΔL/L0的表達(dá)式，即 ????????????????? ???????????????????????? ?????????200002000011????????????LLLL(410) (411) 同理，當(dāng)銜鐵隨被測(cè)體的初始位置 向下移動(dòng) Δδ時(shí)，有 ????????????????? ?????????? ???????????????????????? ?????????? ?????????3020000302000011????????????????LLLL（ 412） （ 413） 對(duì)式（ 411）、（ 413）作 線性處理 ，即忽略高次項(xiàng)后，可得 00 ?????LL （ 414） 靈敏度 0001??????LLK可見(jiàn)： 變間隙式電感傳感器的測(cè)量范圍與靈敏度及線性度相矛盾 ， 因此變隙式電感式傳感器 適用于測(cè)量微小位移 的場(chǎng)合 。 目前使用最廣泛的是 變氣隙厚度式 電感傳感器 。 氣隙很小，可以認(rèn)為氣隙中的磁場(chǎng)是均勻的。 圖 4 – 1 變磁阻式傳感器 S1l1L1W23l2177。 在鐵芯和銜鐵之間有氣隙 ， 傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連 。第 4章 電感式傳感器 變磁阻式傳感器 差動(dòng)變壓器式傳感器 電渦流式傳感器 ? 電感式傳感器的工作基礎(chǔ)： 電磁感應(yīng) ? 即利用線圈電感或互感的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量測(cè)量 被 測(cè) 物 理 量（ 非 電 量 ： 位 移 、振 動(dòng) 、 壓 力 、流 量 、 比 重 ）線 圈 自 感 系 數(shù) L /互 感 系 數(shù) M電 感 / 互 感電 壓 或 電 流（ 電 信 號(hào) ）電 磁 感 應(yīng)? 分為變磁阻式、變壓器式、渦流式等 ? 特點(diǎn)： ?工作可靠、壽命長(zhǎng) ?靈敏度高，分辨力高 ?精度高、線性好 ?性能穩(wěn)定、重復(fù)性好 變磁阻式傳感器 工作原理 變磁阻式傳感器由 線圈 、 鐵芯和銜鐵 三部分組成 。 鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料制成 。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí) ， 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(cè)出這種電感量的變化 ， 就能確定銜鐵位移量的大小和方向 。 ? ??1— 線圈；2— 鐵芯 ( 定鐵芯 ) ；3— 銜鐵 ( 動(dòng)鐵芯 )S2線圈中 電感量 可由下式確定： WLII???? （ 41） 根據(jù) 磁路歐姆定律 ： mRIW?? （ 42） 式中 , Rm為磁路總磁阻。 若忽略磁路磁損， 則 磁路總磁阻 為 00222111 2SSlSlRm ???? ???（ 43） 通常 氣隙磁阻遠(yuǎn)大于鐵芯和銜鐵的磁阻 ， 即 ???????????222001110022SlSSlS??????（ 44） 則式（ 43）可寫(xiě)為 002SR m ??? （ 45） 聯(lián)立式（ 41）、 式（ 42）及式（ 45）， 可得 ??20022 SWRWLm??（ 46） 上式表明：當(dāng)線圈匝數(shù)為常數(shù)時(shí) ， 電感 L僅僅是磁路中磁阻 Rm的函數(shù) ， 改變 δ或 S0均可導(dǎo)致電感變化 ， 因此變磁阻式傳感器又可分為 變氣隙厚度 δ的傳感器和 變氣隙面積 S0的傳感器 。 L與 δ之間是 非線性 關(guān)系 ， 特性曲線如圖 42所示 。 （ 415） 與 ? 銜鐵上移 ?切線斜率變大 ??0K2000 0 01 1LLK ??? ? ? ????? ? ? ?????? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???2000 0 01 1LLK ??? ? ? ????? ? ? ?????? ? ?? ? ? ??? ? ? ???－－??L??＋ ? ???－ ? ??oL0L0＋ ? LL0－ ? L? 銜鐵下移 ?切線斜率變小 與線性度 ? 銜鐵上移： ??230 0 0LL????? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?非線性部分230 0 0LL????? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?非線性部分－－? 銜鐵下移： ? 無(wú)論上移或下移，非線性都將增大。 測(cè)量電路 電感式傳感器的測(cè)量電路有 交流電橋 式 、 變壓器 式交流電橋以及 諧振式 等 。 圖 44 電感式傳感器的等效電路 RCLZ等效線圈阻抗為 CjLjRCjLjRZ???????????? ???)((416) 將上式有理化并應(yīng)用品質(zhì)因數(shù) Q=ωL/R，可得 22222222222)1(1)1( ????????????????????????????????QLCLC
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