第三章电感式传感器 基本要求：掌握自感式传感器、差动 变压器式传感器及电涡流式传感器的 工作原理与使用方法
第三章 电感式传感器 基本要求：掌握自感式传感器、差动 变压器式传感器及电涡流式传感器的 工作原理与使用方法
>电感式传感器(Inductance sensor)是利用电磁 感应定律将被测非电量转换为电感(L)或互感(M)的变 化的一种测量装置。 >应用：测量位移、振动、压力、应变、流量、比重 等。 >种类：根据转换原理分为自感式、互感式（差动变 压器式)、电涡流式； 根据结构型式分为气隙型、面积型和螺（纹)管 型。 被测非电量 电磁 自感系数L 测量 U、I、f 感应 互感系数M 电路
¾电感式传感器（ Inductance sensor ）是利用电磁 感应定律将被测非电量转换为电感(L)或互感(M)的变 化的一种测量装置。 ¾应用：测量位移、振动、压力、应变、流量、比重 等。 ¾种类：根据转换原理分为自感式、互感式（差动变 压器式）、电涡流式； 根据结构型式分为气隙型、面积型和螺（纹）管 型。 电磁 感应 被测非电量 自感系数L 互感系数M 测量 电路 U、I、f
>主要优，点： >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： >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
¾主要优点： ¾结构简单、工作可靠； ¾灵敏度高，能分辨0.01μm的位移变化； ¾测量精度高、零点稳定、输出功率较大； ¾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； ¾主要缺点： ¾灵敏度、线性度和测量范围相互制约； ¾传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量
回顾 法拉第电磁感应定律：通过回路所包围面积的磁通 量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间 的变化率成正比。 dy 8,= dt 自感L: L= 21 互感M: M12
回 顾 法拉第电磁感应定律：通过回路所包围面积的磁通 量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间 的变化率成正比。 i d dt ψ ε = − 自感L： 互感M： L I ψ = 21 12 2 M I ψ =
第一节自感式传感器 一、自感传感器的工作原理 由磁路欧姆定律，得 根据电感定义，线圈 中电感量可由下式确定 NI Φ= L=} N④ R,=2 4，S 式中： Rm一一磁路总磁阻； 式中： I一通过线圈的电流； 一第段磁路长度 N一线圈的匝数； S,一第设磁路的截面积 ”,一第设磁路的的导磁率 Φ—穿过线圈的磁通。 n一一为磁路的段数 N2 两式联立得： 可变磁阻型自感传感器 由此可见：电感L取决于线圈的匝数，磁路的磁阻
• 根据电感定义, 线圈 中电感量可由下式确定 I N I L Φ = = ψ 式中: I——通过线圈的电流; N——线圈的匝数; Φ——穿过线圈的磁通。 • 由磁路欧姆定律, 得 ∑= Φ = = n i i i i m m S l R R NI 1 µ ； 式中： R m ——磁路总磁阻； l i —— 第i段磁路长度 Si —— 第i段磁路的截面积 μi —— 第i段磁路的的导磁率 n ——为磁路的段数 两式联立得: ∑= = = n i i i m i S l N R N L 1 2 2 µ 由此可见：电感 L取决于线圈的匝数，磁路的磁阻 一、自感传感器的工作原理 可变磁阻型自感传感器 第一节 自感式传感器