第4章.电感式传感器.ppt

2002/12总结 电感式传感器 自感式传感器 变压器式传感器 涡流式传感器 压磁式传感器 感应同步器 自感式传感器 自感式传感器的工作原理 灵敏度与非线性 等效电路 转换电路 转换电路 转换电路 转换电路 转换电路 零点残余电压 自感式传感器的特点以及应用 　变压器式传感器 工作原理 等效电路及特性 差动变压器式传感器的测量电路 零点残余电压的补偿 变压器式传感器的应用举例 涡流式传感器 工作原理 转换电路 转换电路 涡流式传感器的特性及应用 3.4 压磁式传感器 3.4.1　工作原理 3.4.1　工作原理 3.4.2 结构形式 3.5 感应同步器 3.5.1 工作原理 3.5.2 类型与结构 3.5.3 输出信号的测量方法 3.5.4 误差分析 第3章 本章要点 第3章 本章要点 第3章 本章要点 全波整流电压输出电路的输出波形 零位 与电感传感器相似，差分变压器也存在零点残余电压问题。零点残余电压的存在使得传感器的特性曲线不通过原点，并使实际特性不同于理想特性。 零点残余电压的补偿电路 差动变压器式位移传感器 差动变压器式压力传感器 微压传感器 加速度传感器 工作原理 转换电路 涡流式传感器的特性及应用 金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，称之为电涡流或涡流。这种现象称为涡流效应。 涡流式传感器就是在这种涡流效应的基础上建立起来的。 涡流式传感器基本原理图 由涡流式传感器的工作原理可知，被测量数变化可以转换成传感器线圈的品质因素Q、等效阻抗Z和等效电感L的变化。转换电路的任务是把这些种参数转换为电压或电流输出。总的来说，利用Q值的转换电路使用较少，这里不作讨论。利用Z的转换电路一般用桥路，它属于调幅电路。利用L的转换电路一般用谐振电路，根据输出是电压幅值还是电压频率，谐振电路又分为调幅和调频两种。 一、桥路 二、谐振调幅电路 三、谐振调频电路 涡流式传感器电桥 谐振调幅电路 谐振调幅电路特性 调频电路原理图 涡流式传感器的特点是结构简单、易于进行非接触的连续测量，灵敏度较高，适用性强，因此得到了广泛的应用。 低频透射涡流测厚仪原理 不同频率下的e=f(h)曲线 轨迹仪原理结构 3.4.1 工作原理 3.4.2 结构形式 某些铁磁物质在外界机械力的作用下，其内部产生机械应力，从而引起磁导率的改变，这种现象称为“压磁效应”。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生变形，有些伸长，有些则压缩，这种现象称为“磁致伸缩”。 当某些材料受拉时，在受力方向上的磁导率增高，而在与作用力相垂直的方向上磁导率降低，这种现象称为正磁致伸缩；与此相反的称为负磁致伸缩。 铁磁材料的压磁应变灵敏度表示方法与应变灵敏度系数表示方法相似。 式中 εμ=Δμ/μ--磁导率的相对变化； εl=Δl/l--在机械力的作用下铁磁物质的 相对变形。 压磁应力灵敏度同样定义为：单位机械应力б所引起的磁导率相对变化εμ=Δμ/μ， 即 利用上述介绍的关系可以做成压磁传感器。 一、利用一个方向磁导率的变化 二、利用两个方向上磁导率的改变 三、维捷曼效应 图3-35 压磁式传感器结构形式之一 图3-36 压磁式传感器结构形式之二 图3-37 利用维捷曼效应进行测量的原理图 3.5.1 工作原理 3.5.2 类型与结构 3.5.3 输出信号的测量方法 3.5.4 误差分析 下页 上页 返回 图库 感应同步器是应用电磁感应原理来测量直线位移或转角位移的一种器件。测量直线位移的称为直线感应同步器，测量转角位移的称为圆感应同步器。 感应同步器是根据两个平面形绕组的互感随位置而变化的原理制造的。直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成，而圆感应同步器由转子和定子两部分组成。在定尺和滑尺、转子和定子上制有印刷电路绕组，其截面结构如图3-38所示。工作时利用绕组间其相对位置变化而产生的电磁耦合作用发出相应于位移或转角的信号，从而达到测量目的。 图3-38 定尺和滑尺印刷电路截面结构 图3-39 定尺和滑尺绕组分布示意图 下页 上页 返回 图库 一、长形感应同步器,又称为直线感应同步器,它可 分为标准型及窄型两种。 二、圆形感应同步器，又称为旋转型感应同步器 三、绕组结构