物联网传感技术——电感式传感器

2024-06-30 03:59:28

电感式传感器

电感式传感器是利用 磁路磁阻变化 引起线圈 自感或互感改变 来实现非电量的测量的，又称变磁阻式传感器。

特点：
1）结构简单，无活动电接触点
2）灵敏度高，分辨力大，能测出0.01微米甚至更小的机械位移变化，能感受小至0.1’'的微小角度变化，传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每一毫米可达数百毫伏。
3）重复性好，线性度优良。
缺点：
存在交流零位信号、不宜高频动态测量。

电感式传感器

1.1 简单电感传感器

工作原理
输出特性

电感传感器的输出特性是指电感量输出与衔铁位移量输入之间的关系。

1.2 差动电感传感器

结构特点
完全对称的简单传感器合用一个活动衔铁便构成了差动式电感传感器。
两个导磁体的几何尺寸完全相同，材料相同；两只线圈的电气参数（线圈铜电阻、线圈匝数）也完全一致。
工作原理

1.3 螺管式电感传感器

工作原理

1.4 主要误差分析

1.5 应用

差动变压器式传感器

2.1 工作原理

2.2 螺管型差动变压器

2.3 应用

电涡流传感器

作业

同：
1）都是由铁芯、衔铁和组合线圈三部分组成，并要求结构对称。
2）都是利用磁路磁阻变化引起电感变化来实现非电量的测量的。
3）都采用差动的结构进行测量。

异：
1）结构上，差动电感式传感器在铁芯上下各有一个形状相同参数完全一样的线圈，可看作由两个简单电感传感器合用一个衔铁组成；差动变压器式有初级线圈和次级线圈之分。
2）差动电感式传感器是利用磁路磁阻的变化引起线圈的自感 L 发生变化实现非电量的测量的；差动变压器式传感器是利用磁路磁阻的变化引起初级和次级线圈之间的互感 M 发生变化实现非电量的测量的。

当线圈中通以高频正弦交变电流时，线圈的周围空间就产生交变磁场 H1 ，此交变磁场通过临近金属导体，在导体上就产生电涡流。而此电涡流也产生交变磁场 H2， H2 的方向与 H1 的方向相反，由于 H2 的反作用，使通电线圈中电流大小和相位都发生变化，也即线圈的有效阻抗变化，因此可用线圈阻抗的变化来反映金属导体（被测体）的电涡流效应。

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