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介紹幾種常見的感應(yīng)式傳感器

更新時間:2020-04-10      點(diǎn)擊次數(shù):1751
   感應(yīng)式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理,即變化的磁場產(chǎn)生電場的原理。將兩個線圈繞在同一個鐵芯上,二次繞組感應(yīng)出于一次繞組呈比例關(guān)系的電壓或電流。因此,也有稱互感原理或變壓器原理。
  當(dāng)一個導(dǎo)體通過與外磁場垂直的電流時,在導(dǎo)體的與磁場及電流方向均垂直的方向上,會產(chǎn)生一個電勢差。這個電勢差與外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度及電流大小成正比,固定電流大小,電勢差與外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。利用一次線圈產(chǎn)生外磁場,那么電勢差與一次電流成正比,這就是霍爾傳感器的原理。
  感應(yīng)式傳感器的工作原理是電磁感應(yīng)。它是把被測量如位移等,轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同,可分為自感式(包括可變磁阻式與渦流式)和互感式(差動變壓器式)兩種。
  變磁阻式傳感器
  當(dāng)一個線圈中電流i變化時,該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化,因而在線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電勢e,這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢稱為自感電勢。
  變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成,在鐵芯和銜鐵之間有氣隙,氣隙厚度為δ,傳感器的運(yùn)動部分與銜鐵相連。
  當(dāng)銜鐵移動時,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,因此只要能測出這種電感量的變化,就能確定銜鐵位移量的大小和方向。
  特點(diǎn):變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度,這樣對待測信號的放大倍數(shù)要求低。但是受氣隙δ寬度的影響,該類傳感器的測量范圍很小。
  可變磁阻式傳感器自感
  自感L與氣隙δ成反比,而與氣隙導(dǎo)磁截面積S0成正比。
  靈敏度S與氣隙長度δ的平方成反比,δ愈小,靈敏度S愈高。為了減小非線性誤差,在實(shí)際應(yīng)用中,一般取。這種傳感器適用于較小位移的測量,一般約為0.001~1mm。
  差動變壓器式傳感器
  互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象,將被測位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。由于常采用兩個次線圈組成差動式,故又稱差動變壓器式傳感器。
  差動變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量,如用交流電壓表指示,則輸出值只能反應(yīng)鐵芯位移的大小,而不能反應(yīng)移動的極性;
  同時,交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓,使活動銜鐵位于中間位置時,輸出也不為零。因此,差動變壓器式傳感器的后接電路應(yīng)采用既能反應(yīng)鐵芯位移極性,又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動直流輸出電路。
  把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器稱為互感式傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的,并且次繞組用差動形式連接,故稱差動變壓器式傳感器。
  差動變壓器結(jié)構(gòu)形式較多,有變隙式、變面積式和螺線管式等。
  電渦流式傳感器
  金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場中,導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種電流像水中旋渦一樣
  在導(dǎo)體轉(zhuǎn)圈,這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。根據(jù)法拉定律,當(dāng)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。

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