1、電感式傳感器的感測量：電感式傳感器的感測量： 位移、振動、壓力、應變、流量、比重等。電感式傳感器的種類：電感式傳感器的種類： 根據轉換原理：自感式、互感式、電渦流式 根據結構形式：氣隙型、面積型和螺管型。第第4章章 電感式傳感器電感式傳感器 結構簡單、可靠 分辨率高機械位移0.1m，甚至更小；角位移0.1角秒。 輸出信號強，電壓靈敏度可達數百mV/mm 。 重復性好，線性度優良在幾十m到數百mm的位移范圍內，輸出特性的線性度較好，且比較穩定。 能實現遠距離傳輸、記錄、顯示和控制存在交流零位信號，不宜高頻動態測量。電感式傳感器的特點電感式傳感器的特點第第4章章 電感式傳感器電感式傳感器 4.1

2、變磁阻式電感傳感器變磁阻式電感傳感器4.2 差動變壓器式電感傳感器差動變壓器式電感傳感器4.3 電渦流式傳感器電渦流式傳感器4.4 電感式傳感器的應用電感式傳感器的應用4.1.1 變磁阻式傳感器工作原理變磁阻式傳感器工作原理4.1.2 變磁阻式傳感器基本類型變磁阻式傳感器基本類型4.1.3 變截面式自感傳感器輸出特性變截面式自感傳感器輸出特性4.1.4 變間隙式自感傳感器輸出特性變間隙式自感傳感器輸出特性4.1.5 差動式自感傳感器差動式自感傳感器4.1.6 自感式傳感器的等效電路自感式傳感器的等效電路4.1.7 自感式傳感器的測量電路自感式傳感器的測量電路4.1.8 零點殘余電壓零點殘余電壓

3、4.1 變磁阻式電感傳感器變磁阻式電感傳感器4.1.1、變磁阻式傳感器工作原理、變磁阻式傳感器工作原理 變磁阻式變磁阻式傳感器是利用線圈自感量的變化來實現測量的。又稱為自感式電感自感式電感。 鐵芯和銜鐵由導磁材料做成，傳感器的運動部分與銜鐵相連。被測量變化時，銜鐵產生位移，磁路中磁阻變化，從而導致電感線圈的電感量變化。 只要能測出電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。由電感的定義由磁路歐姆定律u 氣隙截面積 S0 保持不變，則 L 為的單值函數，構成變氣隙厚度式自感傳感器。u 保持氣隙間距不變，則 L 為 S0 的單值函數，構成變氣隙面積式自感傳感器。 上式表明，當線圈匝數為常數時，電

4、感 L 僅僅是和 S0 的函數。目前使用最廣泛的是變氣隙厚度式電感傳感器。 4.1.2 變磁阻式傳感器基本類型變磁阻式傳感器基本類型變磁阻式傳感器即自感式電感傳感器的基本類型：（1）變氣隙厚度式）變氣隙厚度式（2）變氣隙面積式）變氣隙面積式（3）螺管式）螺管式4.1.3 變截面式自感傳感器輸出特性變截面式自感傳感器輸出特性L與S 成線性關系。當傳感器截面增加S時，則輸出電感為K0 與 S0 的成反比關系。輸出電感靈敏度輸出電感靈敏度:4.1.4 變間隙式自感傳感器輸出特性變間隙式自感傳感器輸出特性氣隙厚度0時自感系數當銜鐵上移時，當銜鐵上移時，同理，當銜鐵向下移動時，有 忽略高次項近似線性處理

5、根據電感變化既可確定銜鐵位移量的大小又可確定方向為了減小非線性誤差，實際測量中廣泛采用差動變隙式電感傳感器。 變間隙式電感傳感器的測量范圍與靈敏度及線性度相矛盾，因此變間隙式電感式傳感器適用于測量微小位移的場合。動態測量范圍：0.001 1mm。電感靈敏度：4.1.5 差動式自感傳感器差動式自感傳感器 在實際使用中，常采用兩個相同的傳感線圈共用一個銜鐵，構成差動式自感傳感器。差動結構的特點：（1）改善線性、提高靈敏度外；（2）補償溫度變化、電源頻率變化等的影響，從而減少了外界影響造成的誤差。4.1.6 自感式傳感器的等效電路自感式傳感器的等效電路 從電路角度看，電感式傳感器的線圈并非是純電感，

6、該電感由有功分量和無功分量兩部分組成。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，為簡便起見可視為集中參數，用C來表示。電感式傳感器的等效電路電感式傳感器的等效電路4.1.7 自感式傳感器的測量電路自感式傳感器的測量電路4.1.7 自感式傳感器的測量電路自感式傳感器的測量電路電感式傳感器的測量電路： 交流電橋、變壓器式交流電橋以及諧振式等。1、交流電橋式測量電路、交流電橋式測量電路差動式電感傳感器的兩線圈Z1和Z2，另兩個橋臂為純電阻R。設Z是銜鐵在中間位置時線圈的復阻抗，則 Z1=Z

7、+Z1 Z2=Z-Z2設：高品質因數Q=L/R的電感式傳感器 電橋輸出電壓大小與銜鐵位移量有關，相位與銜鐵移動方向有關。U0L/mH/mmL043211234-曲線1、2為兩線圈各自電感特性；曲線3為兩線圈差接時的電感特性；曲線4為差接后電橋輸出電壓與銜鐵 位移的特性曲線。2、變壓器式交流電橋、變壓器式交流電橋 當銜鐵上下移動相同距離時，電橋輸出電壓大小相等而相位相反。要判斷銜鐵方向需要經過相敏檢波電路的處理。3、諧振式測量電路、諧振式測量電路諧振式調幅電路；諧振式調頻電路諧振式調幅電路；諧振式調頻電路（1）諧振式調幅電路）諧振式調幅電路 電壓的頻率與電源頻率相同，而幅值隨著電感L而變化。 輸

8、出電壓與電感的關系曲線中L0為諧振點電感值，電路靈敏度很高， 但線性差，適用于線性度要求不高的場合。（2）諧振式調頻電路）諧振式調頻電路 傳感器電感L的變化引起輸出電壓頻率的變化。根據Uo頻率的大小即可測出被測量的值。 頻率與電感變化之間具有嚴重的非線性關系，適用于線性度要求不高的場合。4.1.8 測量電路的零點殘余電壓測量電路的零點殘余電壓 電感式傳感器測量電橋電路，當兩線圈的阻抗相等，即Z1=Z2時，電橋平衡，輸出電壓為零。但在實際使用中輸入量為零時，電橋有一個不平衡輸出電壓Uo ，稱為零點殘余電壓。 傳感器阻抗是一個復阻抗，為了達到電橋平衡，就要求兩線圈的電阻相等，兩線圈的電感也要相等。這種情況是不能精確達到的。動態測量范圍：動態測量范圍：1mm分分 辨辨 率：率：1