1、傳感器原理及應(yīng)用西南交通大學電氣工程學院(學分: 2 學時: 32)主講教師:華澤璽電話:68146639 第五次作業(yè)何為電感式傳感器?電感式傳感器分哪幾類?各有何特點?電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測的物理量如位移、壓力、流量、振動等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)L或互感系數(shù)M的變化，再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實現(xiàn)非電量 到電量的轉(zhuǎn)換。電感式傳感器種類很多，主要有自感式、互感式、渦流式三種傳感器。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，傳感器無活動電觸點，因此工作可靠壽命長；靈敏度和分辨率高，能測出0.01m的位移變化。傳感器的輸出信號，電壓靈敏度一般每毫米的位移可達數(shù)百毫伏的輸出；線性度和重復(fù)性都比較好；缺

2、點：頻率響應(yīng)較低，不宜快速動態(tài)測控。另外,在自感式傳感器中變間隙式電感傳感器要應(yīng)用廣泛。互感式傳感器具有測量精度高、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠等優(yōu)點，因此也被廣泛應(yīng)用于非電量測量。渦流傳感器最大的特點是能對位移、厚度、表面溫度、電解質(zhì)濃度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進行非接觸式連續(xù)測量，另外還具有體積小、靈敏度高、頻率響應(yīng)很寬等特點，所以應(yīng)用極其廣泛。給出差動自感傳感器的結(jié)構(gòu)，并推導差動自感傳感器的輸出特性和靈敏度。銜鐵下移忽略高次項 提高一倍 分析差動整流電路的工作原理以及銜鐵在不同位置時的電路波形圖。電壓輸出型全波整流電路正半周 負半周 互感式傳感器的等效電路及工作原理。當銜鐵在中間位置時當

3、銜鐵向上移動時當銜鐵向下移動時工作原理 當銜鐵在中間位置時 當銜鐵向上移動時 當銜鐵向下移動時等效電路（1）銜鐵位于中間位置時（3）當銜鐵下移時（2）當銜鐵上移時 如圖所示氣隙型電感傳感器，銜鐵斷面積S=44mm2，氣隙總長度l=0.8mm，銜鐵最大位移l=0 . 08mm， 激勵線圈匝數(shù)N=2500匝，導線直徑d=0.06mm,電阻率=1.7510-6cm。當激勵電源頻率f=4000Hz時，忽略漏磁及鐵損。要求計算：鐵芯線圈銜鐵線圈的電感值; (2)電感的最大變化量;(3)當線圈外斷面積為1111mm2時求其直流電阻值；(4)線圈的品質(zhì)因數(shù)；(5)當線圈存在200pF分布電容與之并聯(lián)后其等效電感值變化多大?解：(1)由氣隙型電感計算公式為(2)當銜鐵最大位移l=0 . 08mm時，分別計算l=+0 . 08mm電感值L1為l=-0 . 08mm電感值L2為所以當銜鐵最大位移變化0 . 08mm時相應(yīng)電感變化量L=L2-L1=196-131=65mH (3)線圈直流電阻(4)線圈品質(zhì)因數(shù)式中線圈平均每匝長度。根據(jù)鐵心截面44mm2及線圈外斷面1111mm2取平均值，按斷面為7.57.5mm2計算每匝總長 =47.