傳感器與檢測技術(shù)電感式傳感器的功能電感式傳感器的結(jié)構(gòu)電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用位移檢測-電感式傳感器電感式傳感器是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實現(xiàn)非電量檢測的一種裝置。利用電感式傳感器，能對位移、壓力、振動、應(yīng)變、流量等參數(shù)進(jìn)行測量。1、電感式傳感器的功能2、電感式傳感器的結(jié)構(gòu)耐高壓型高精度型外形2、電感式傳感器的結(jié)構(gòu)位移型角度型外形2、電感式傳感器的結(jié)構(gòu)類型電感式傳感器自感式傳感器互感式傳感器(差動變壓器式)1-線圈；2-鐵芯(定鐵芯)；3-銜鐵(動鐵芯)自感式傳感器原理圖一、自感式傳感器工作原理

自感式傳感器是把被測量轉(zhuǎn)換成線圈的自感L變化，通過一定的電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出。3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的工作原理

在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，傳感器的運動部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動時，氣隙厚度δ發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，因此只要能測出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。

線圈中電感量可由下式確定：根據(jù)磁路歐姆定律：1-線圈；2-鐵芯(定鐵芯)；3-銜鐵(動鐵芯)

3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的工作原理

對于變氣隙式傳感器，因為氣隙很小，所以可以認(rèn)為氣隙中的磁場是均勻的。故總磁阻為：

通常氣隙磁阻遠(yuǎn)大于鐵芯和銜鐵的磁阻，即：

把鐵芯和銜鐵的磁阻忽略不計。3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的工作原理

當(dāng)線圈匝數(shù)為常數(shù)時，電感L僅僅是磁路中磁阻Rm的函數(shù)，改變δ或S0均可導(dǎo)致電感變化，因此變磁阻式傳感器(自感式傳感器)又可分為變氣隙厚度δ的傳感器和變氣隙面積S0的傳感器。

目前使用最廣泛的是變氣隙式電感傳感器。則：

3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的工作原理二、輸出特性

設(shè)電感傳感器初始?xì)庀稙棣?，初始電感量為L0，銜鐵位移引起的氣隙變化量為Δδ，可知L與δ之間是非線性關(guān)系，特性曲線如圖所示。自感式傳感器特性曲線3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的工作原理初始電感量為：靈敏度為：

變氣隙式電感傳感器的測量范圍與靈敏度及線性度相矛盾，因此變隙式電感式傳感器適用于測量微小位移的場合。3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的工作原理

差動變氣隙式電感傳感器

為減小非線性誤差，提高儀表靈敏度，實際測量中廣泛采用差動變氣隙式電感傳感器。3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器

電感式傳感器的線圈并非是純電感，有功分量包括：線圈線繞電阻和渦流損耗電阻及磁滯損耗電阻，這些都可折合成為有功電阻，其總電阻可用R來表示；無功分量包含：線圈的自感L,繞線間分布電容C。

自感式傳感器的等效電路3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的等效電路等效線圈阻抗為：

將上式有理化并應(yīng)用品質(zhì)因數(shù)Q=ωL/R，可得：

當(dāng)Q>>ω2LC且ω2LC<<1時，上式可近似為：3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的等效電路3、電感式傳感器的工作原理自感式傳感器的測量電路-交流電橋式

電橋兩臂Z1、Z2為傳感器線圈阻抗，另外兩橋臂為交流變壓器次級線圈的1/2阻抗。當(dāng)負(fù)載阻抗為無窮大時，橋路輸出電壓為：

自感式傳感器的測量電路-變壓器式交流電橋3、電感式傳感器的工作原理

①當(dāng)傳感器的銜鐵處于中間位置，即Z1=Z2=Z，此時有U0=0,電橋平衡。

②當(dāng)傳感器銜鐵上移：如Z1=Z+ΔZ，Z2=Z－ΔZ,

③當(dāng)傳感器銜鐵下移：如Z1=Z－

ΔZ，Z2=Z+ΔZ,

銜鐵上下移動相同距離時，輸出電壓相位相反，大小隨銜鐵的位移而變化。由于U是交流電壓，輸出指示無法判斷位移方向，必須配合相敏檢波電路來解決。變氣隙自感式壓力傳感器自感式傳感器的應(yīng)用3、電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用變氣隙式差動電感壓力傳感器自感式傳感器的應(yīng)用3、電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用一、互感式傳感器工作原理3、電感式傳感器的工作原理差動變壓器式（互感式）傳感器的結(jié)構(gòu)形式變隙式變面積式螺線管式由一個初級線圈，兩個次級線圈和插入線圈中央的圓柱形鐵芯等組成。初級線圈作為差動變壓器激勵用，相當(dāng)于變壓器的原邊，而次級線圈由結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的兩個線圈反相串接而成，相當(dāng)于變壓器的副邊。1-活動銜鐵；2-導(dǎo)磁外殼；3-骨架；4-匝數(shù)為N1的初級繞組；5-匝數(shù)為N2a的次級繞組；6-匝數(shù)為N2b的次級繞組。

螺線管式差動變壓器結(jié)構(gòu)3、電感式傳感器的工作原理螺線管式差動變壓器結(jié)構(gòu)原理

差動變壓器式傳感器的等效電路差動變壓器式傳感器中兩個次級線圈反向串聯(lián)，并且在忽略鐵損、導(dǎo)磁體磁阻和線圈分布電容的理想條件下，其等效電路如下圖所示。3、電感式傳感器的工作原理差動變壓器式傳感器的工作原理-等效電路3、電感式傳感器的工作原理差動變壓器式傳感器的工作原理-零點殘余電壓把差動變壓器在零位移時的輸出電壓稱為零點殘余電壓。(x＝0，U0＝U2≠0)零點殘余電壓產(chǎn)生原因①基波分量：傳感器的兩次級繞組的電氣參數(shù)和幾何尺寸不對稱，導(dǎo)致它們產(chǎn)生的感應(yīng)電勢的幅值不等、相位不同，因此不論怎樣調(diào)整銜鐵位置，兩線圈中感應(yīng)電勢都不能完全抵消。

②高次諧波：由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，使得激勵電流與磁通波形不一致產(chǎn)生了非正弦(主要是三次諧波)磁通，從而在次級繞組感應(yīng)出非正弦電勢。零點殘余電壓消除辦法

3、電感式傳感器的工作原理差動變壓器式傳感器的工作原理-零點殘余電壓①設(shè)計和工藝上保證結(jié)構(gòu)的對稱性②選用合適的測量線路③采用補(bǔ)償線路差動整流電路3、電感式傳感器的工作原理差動變壓器式傳感器的工作原理-測量電路相敏檢波電路3、電感式傳感器的工作原理差動變壓器式傳感器的工作原理-測量電路(a)正半周時等效電路(b)負(fù)半周時等效電路3、電感式傳感器的工作原理差動變壓器式傳感器的工作原理-測量電路差動變壓器式加速度傳感器1－懸臂梁；2－差動變壓器差動變壓器式傳感器的應(yīng)用3、電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用差動變壓器式微壓力傳感器1-接頭；2-膜盒；3-底座；4-線路板；5-差動變壓器線圈6-銜鐵；7-罩殼；8-插頭；9-通孔差動變壓器式傳感器的應(yīng)用3、電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用2026/1/531滑道分選倉位軸承滾子外形電感式傳感器的應(yīng)用3、電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用電感式滾柱直徑分選裝置（外形）落料振動臺滑道11個分選倉位廢料倉電感式滾柱直徑分選裝置（外形）電感式傳感器的應(yīng)用3、電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用33粗糙度儀外形電感式傳感器的應(yīng)用3、電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用34

旁向式電感測微頭電感式傳感器的應(yīng)用3、電感式傳感器的工作原理及應(yīng)用電感式輪廓儀電