第三章电感式传感器

青岛滨海学院教师教案课题电感式传感器及其应用需2课时教学目的要求1.了解自感式传感器。2.了解差动变压器式电感式传感器。3.电涡流式电感传感器，电感式传感器的应用。教学重点了解差动变压器式电感式传感器教学难点电涡流式电感传感器教案编写日期年月日教学内容与教学过程提示与补充电感传感器（Inductancesensor）利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感量或互感量的变化，进而由测量电路转换为电压或电流的变化量。电感式传感器种类很多，主要有自感式、互感式和电涡流式三种。可用来测量位移、压力、流量、振动等非电量信号。主要特点有：结构简单、工作可靠；灵敏度高，能分辨0.01μm的位移变化；测量精度高、零点稳定、输出功率较大；可实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动控制系统中被广泛采用；主要缺点有：灵敏度、线性度和测量范围相互制约；传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量青岛滨海学院教师教案传感器线圈的电气参数分析如图，其为一种简单的自感式传感器，当衔铁随被测量变化而上、下移动时，其与铁心间的气隙发生变化，磁路磁阻随之变化，从而引起线圈电感量的变化，然后通过测量电路转换成与位移成比例的电量，实现了非量到电量的变换。可见，这种传感器实质上是一个具有可变气隙的铁心线圈。自感式传感器1.工作原理与输出特性自感式传感器实质上是一个带气隙的铁心线圈。按磁路几何参数变化:自感式传感器有变气隙式、变面积式与螺管式三种；按磁路的结构型:Π型、E型或罐型等等；按组成方式:单一式与差动式两种。如图，传感器的气隙长度保持不变，令磁通截面积随被测非电量而变(衔铁水平方向移动)，即构成变面积式自感青岛滨海学院教师教案传感器。c)螺管式自感传感器螺管式自感传感器由平均半径为r的螺管线圈、衔铁和磁性套筒等组成。随着衔铁插入深度的不同将引起线圈泄漏路径中磁阻变化，从而使线圈的电感发生变化。差动式自感传感器绝大多数自感式传感器都运用与电阻差动式类似的技术来改善性能：由两单一式结构对称组合，构成差动式自感传感器。采用差动式结构，除了可以改善非线性、提高灵敏度外，对电源电压与频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用，从而提高了传感器的稳定性。图3.5表示传感器非线性改善的情况。