1自感式传感器讲解.ppt

电感式传感器自感式传感器一、自感式传感器是将被测量的变化转换为自感变化的传感器。图4-4所示为自感式传感器的原理图，它由线圈、铁心和衔铁三部分组成。图4-4自感式传感器的原理图电感式传感器线圈套在铁心上，在铁心和衔铁之间有一个空气隙，其厚度为δ。传感器的运动部分与衔铁相连。当外力作用在传感器的运动部分时，衔铁产生位移，使空气隙δ发生变化，磁路磁阻Rm发生变化，从而引起线圈电感Ｌ变化，线圈电感Ｌ的变化与空气隙δ的变化相对应。这样，由测出的线圈的电感量的变化就能判定空气隙的大小，即能确定衔铁的位移大小和方向。线圈的电感量为（4-3）式中，ψ为线圈的总磁链；I为通过线圈的电流；N为线圈的匝数；Φ为穿过线圈的磁通。电感式传感器设磁路的总磁阻为Rm，则由磁路的欧姆定律可得磁通Φ为（4-4）其中，磁路的总磁阻Rm是由铁心磁阻Rf和空气隙磁阻Rδ共同组成的，所以有（4-5）式中，δ为空气隙厚度，m；S为空气隙截面积，m2；li为铁心各段的长度，m；μi为铁心各段的磁导率，H/m；Si为铁心各段的截面积，m2。由于一般导磁体的磁阻远远比空气隙的磁阻小，计算时可忽略不计，因此将式（4-4）和式（4-5）代入式（4-3），可得线圈的自感为（4-6）电感式传感器在传感器铁心的结构和材料确定之后，线圈匝数Ｎ、空气的磁导率μ0是常数，所以自感是空气隙厚度δ和空气隙截面积S的函数，即Ｌ＝f（δ，S）。如果保持S不变，那么L为δ的单值函数，可构成变气隙型自感传感器［见图4-5(a)］；如果保持δ不变，使S随位移而变，可构成变截面型（又称变面积型）自感传感器［见图4-5(b)］。如果在线圈中放入圆柱形衔铁［见图4-5(c)］，也是一个可变自感，使衔铁上下位移，自感量也将相应变化，这就构成螺线管型自感传感器。电感式传感器图4-5自感传感器1—线圈；2—铁心；3—衔铁