《机械工程测试技术》课程PPT教学课件（传感器原理及应用）第三章 电感式传感器

传感器原理及应用第三章电感式传感器自感式传感器差动变压器电涡流式传感器

传 感 器 原 理 及 应 用 1 第三章 电感式传感器 ◼ 自感式传感器 ◼ 差动变压器 ◼ 电涡流式传感器

传感器原理及应用电感式传感器应用电磁感应的原理，以带有铁心的电感线圈为传感元件，把被测非电量变换为自感系数L或互感系数M的变化根据变换原理，电感式传感器可以分为自感式和互感式两大类

传 感 器 原 理 及 应 用 2 电感式传感器 ◼ 应用电磁感应的原理，以带有铁心的电感线圈 为传感元件，把被测非电量变换为自感系数L 或互感系数M的变化 ◼ 根据变换原理，电感式传感器可以分为自感式 和互感式两大类

传感器原理及应用自感式工作原理申感L与气隙厚度8的大小成反比，与气隙导磁面积S.成正比。因此，电感式传感器常分为变隙式与变面积式Nu.S28螺线管式电感传感器是另外一种较常用自感式传感器，在螺管线圈中插入一个活动衔铁，衔铁随被测对象移动，将引起线圈磁力线路径上的磁阻发生变化，从而将被测量变换为电感L的变化

传 感 器 原 理 及 应 用 3 自感式工作原理 ◼ 电感L与气隙厚度δ的大小成反比，与气隙导 磁面积S0成正比。因此，电感式传感器常分为 变隙式与变面积式。 ◼ 螺线管式电感传感器是另外一种较常用自感式 传感器，在螺管线圈中插入一个活动衔铁，衔 铁随被测对象移动，将引起线圈磁力线路径上 的磁阻发生变化，从而将被测量变换为电感L 的变化。   2 0 0 2 N S L =

传感器原理及应用结构变气隙式变面积式X1-线圈2-铁心 3-衔铁螺线管式21-线圈周2-铁心3-衔铁XXXX1-线圈2-衔铁

传感器原理及应用 4 结构◼ 变气隙式 变面积式 螺线管式

传感器原理及应用测量电路一变压器式电桥电路电桥输出电压U,=0x-U-3-0/2OAUi2 Z, +Z,0/2Z2U当衔铁向下移动时oB-U.4ZT2ZU.=-U4Z当衔铁向上移动时2Z若在输出端接上普通交流电压表时，则输出值只能反应衔铁位移的大小，而不能反应极性

传 感 器 原 理 及 应 用 5 测量电路－变压器式电桥电路 ◼ 电桥输出电压 ◼ 当衔铁向下移动时 ◼ 当衔铁向上移动时 ◼ 若在输出端接上普通交流电压表时，则输出值 只能反应衔铁位移的大小，而不能反应极性 1 2 2 1 2 Z Z U Z Z U U U i o A B + − = − =     Z U Z U i o Δ 2   = Z U Z U i o Δ 2   =－

传感器原理及应用带相敏整流的交流电桥当衔铁处于中间位置时D1EC平Z,Z2，电桥平衡，173中AU.=0BD2BUUo若衔铁上移，无论电本D124Y源极性如何，D点电位DA长高于C点，输出信号为FD正。衔铁下移时输出信号总为负输出电压大小反映了衔铁位移的大小，输出电压的极性代表了衔铁位移的方向

传 感 器 原 理 及 应 用 6 带相敏整流的交流电桥 ◼ 当衔铁处于中间位置时， Z1 ＝Z2 ，电桥平衡， Uo ＝0 ◼ 若衔铁上移， 无论电 源极性如何，D点电位 高于C点，输出信号为 正。 ◼输出电压大小反映了衔铁位移的大小， ◼衔铁下移时输出信号总为负 ◼输出电压的极性代表了衔铁位移的方向

传感器原理及应用应用测压力可动铁心线圈线圈铁芯指示衔铁仪表测量杆工件膜盒测位移

传感器原理及应用 7 应用◼ 测压力 ◼测位移

传感器原理及应用差动变压器结构 1-一次绕组 2. 3-二次绕组 4-衔铁外形

传 感 器 原 理 及 应 用 8 差动变压器 ◼ 结构 1-一次绕组 2.3-二次绕组 4-衔铁 ◼ 外形

传感器原理及应用原理当没有位移时，传感器的衔铁处于中间位置，没有输出电压当衔铁向上移动时N,与N21之间的互感D增大，差动变压器输出电势与输入电压同相12当衔铁向下移动时差动变压器输出电势与输入电压反相

传 感 器 原 理 及 应 用 9 原理 ◼ 当没有位移时，传感 器的衔铁处于中间位 置，没有输出电压。 ◼ 当衔铁向上移动时， N1与N21之间的互感 增大，差动变压器输 出电势与输入电压同 相 ◼ 当衔铁向下移动时， 差动变压器输出电势 与输入电压反相

传感器原理及应用原理波形u21u21u21u22u22uouo10衔铁不动衔铁上移衔铁下移10

传 感 器 原 理 及 应 用 10 原理波形 衔铁不动 衔铁上移 衔铁下移 u21 u22 u0 t t t u21 u22 u0 t t t u21 u22 u0 t t t