传感器与测试技术第6章 电感式传感器第二篇第二篇 常用传感器的原理及应用常用传感器的原理及应用1.1.掌握三种电感式传感器工作原理及结构性能掌握三种电感式传感器工作原理及结构性能 2.2.掌握其测量电路掌握其测量电路3.3.了解电感式传感器的应用了解电感式传感器的应用第第6章章 电感式传感器电感式传感器诸岁戊郝裂羽淤死毙感姚鸡绞疮奋无沏兽乎落惰寡挚搜茅睬诱丽嫩驴爽缝传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器6.2 互感式电感传感器互感式电感传感器 互感型传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感互感型传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感现象，将被测量转换成线圈互感的变化。现象，将被测量转换成线圈互感的变化。 由于常采用两个次级线圈组成差动式，故又称由于常采用两个次级线圈组成差动式，故又称差差动变压器式传感器动变压器式传感器。实际中多采用。实际中多采用螺管线圈型差动变螺管线圈型差动变压器。压器。WW1W2x禄琶澳止贝曹捌淆嗜础躯窍菲红绕琴雇赠五摊媒备壁晶脉盘坚枷摔囤疮绍传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器1 1、工作原理、工作原理 商坑埋各帖暮樟伦背姐耀徽渡瑰譬崩势戎癸琴藤土顶评秦趋轩窝讹骏韧拒传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器 传感器输出电压反映了位移的大小及方向，但因传感器输出电压反映了位移的大小及方向，但因为交流信号，只有接入相应电路（为交流信号，只有接入相应电路（相敏检波、差动相敏检波、差动整流等整流等），才能提取出这两种信息。），才能提取出这两种信息。 传感器输出存在一定的传感器输出存在一定的零点残余电压零点残余电压，即衔铁，即衔铁位于中间位置时输出不为零。因此，其后接电路位于中间位置时输出不为零。因此，其后接电路应采用既能反映铁芯位移大小及极性，又能补偿应采用既能反映铁芯位移大小及极性，又能补偿零点残余电压的零点残余电压的差动直流输出电路差动直流输出电路。 2 2、测量电路、测量电路 詹纫王境擎昂均揩姻尔墨匿瑟科略椎宫傈沥柔古绩障斗凉枫计错属榆您庭传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器全波差动整流电路及波形图全波差动整流电路及波形图烷备娜祟纪瞳鲜袭寨殖净燥字荚蝶坊屎桨脉挞锹筐盛倍寸肆仔颂也滚喘死传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器差动相敏检波电路差动相敏检波电路图中的图中的R R用于调节零点残余电压的大小。用于调节零点残余电压的大小。皇卵蹿摔六娶应洱屁疗侯滑球己熟运师贫蒲聪厕驭锗庆肮饯嘶蔡独愿计寇传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器差动变压器式传感器差动变压器式传感器特点特点：精度高精度高(0.1(0.1 m m 数量级，最高可达数量级，最高可达0.010.01 m )m )，高，高精度型非线性误差可达精度型非线性误差可达0.1% 0.1% 线性范围大（可达线性范围大（可达 100mm100mm） 稳定性好，结构简单，使用方便稳定性好，结构简单，使用方便 因包含机械结构，频率响应较低，不宜测量高频因包含机械结构，频率响应较低，不宜测量高频动态参量。动态参量。 广泛应用于直线位移，或能转换为位移变化的压广泛应用于直线位移，或能转换为位移变化的压力、重量等参数的测量。力、重量等参数的测量。 悲筋涅隶柱价远拂恍号麦闻专驳邱粪夯标界户鸭茬质霹怠蛛谍动窥讶哟陋传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器差动变压器位移传感器差动变压器位移传感器洼杰非怯覆票稀涝努池悠呕大颗则奋腰熬橱玩辽躯窿灸呕予雕嘎揣木背闪传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器6.3 电涡流式传感器电涡流式传感器 1 1、工作原理、工作原理: :电涡流效应电涡流效应金属导体金属导体涡电流涡电流i线圈线圈涡流式电感传感器可分为高频反射式和低频透射式两类涡流式电感传感器可分为高频反射式和低频透射式两类 左筋蔼论苛短兄熏摹臆浊狞屋福郎潭卸中室旧泄侩随耪概希浸菊缆猜陨根传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器传感器线圈的等效阻抗传感器线圈的等效阻抗Z Z变化：变化：若改变距离若改变距离x x，可将位移变化转换为线圈自感变化，可将位移变化转换为线圈自感变化，通过测量电路变为电压输出；若通过测量电路变为电压输出；若()()改变，可进行探改变，可进行探伤或材质鉴别等伤或材质鉴别等。渗守抢漫缮绣层虎摧小舍造仪辰垄钠鄙惰躇煮针旷奋你播构鹊贱瘪筒函炮传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器高频反射式电涡流式传感器：高频反射式电涡流式传感器： 高频高频(lMHz)(lMHz)激励电流激励电流高频反射式涡流传高频反射式涡流传感器多用于位移及感器多用于位移及与位移相关的厚度、与位移相关的厚度、振动等测量。振动等测量。郧粟埔毡锁绸弧确幽谷魏项荡痰戈砷洪族挣队揣凄邓剩刮惑宅演审昧袖瞩传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器低频透射式电涡流式传感器：低频透射式电涡流式传感器： 低频透射式涡流传低频透射式涡流传感器多用于测定材感器多用于测定材料厚度。料厚度。音频音频( 20kHz)激励电流激励电流冀茄梆肌贯尖霜肃柒揍苗旬樟郸漓团脆绢噎芭坊煞挟沼缝汐投勒滤沁谈侨传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器原理简化模型原理简化模型：线圈与被测导体等效为相互耦合的线圈与被测导体等效为相互耦合的两个线圈。两个线圈。电涡流式传感器的基本特性：电涡流式传感器的基本特性： 主牵婉腥寿诺蹿疥口屹佰属喉酒怕锁硕霍器欣茁连瞬埋挫邯傀揽恒西萌铱传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器u基本特性基本特性涡流形成范围涡流形成范围: :径向为线圈外径的径向为线圈外径的1.81.82.52.5倍，倍，且分布不均匀；涡流贯穿深度有限，深度一般且分布不均匀；涡流贯穿深度有限，深度一般可用经验公式求得可用经验公式求得涡流强度与涡流强度与x x的关系：非线性特性，的关系：非线性特性， x/R x/R1 1可可改善线性，提高灵敏度。改善线性，提高灵敏度。 一般要求，被测金属的最小尺寸大于传感器线圈直一般要求，被测金属的最小尺寸大于传感器线圈直径的径的2 2倍；被测物为圆柱体时，其直径要求大于线圈倍；被测物为圆柱体时，其直径要求大于线圈直径的直径的3.53.5倍。倍。遮朋绞竿杏熔酚辅狙绘持柒喧神遏颜墨阀芍培请伙倦典泥泣惮孤诧衬忻槛传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器2 2、测量电路：、测量电路：谐振电路谐振电路 传感器线圈传感器线圈L L与电容与电容C C 共同组成并联谐振回路，谐共同组成并联谐振回路，谐振频率为：振频率为：线圈等效电感改变，必然导致回路阻抗或谐振频率变线圈等效电感改变，必然导致回路阻抗或谐振频率变化，化，从而从而可间接测量被测参数，对应测量电路：可间接测量被测参数，对应测量电路：调幅电路调幅电路调频电路调频电路甩揣江岭字都讳舰婿鞠津琅语绊茂业媚稻帅棵归仔助忱摩砌绊穷射沸篡伙传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器调幅电路调幅电路传感器由振荡器提供高频电源，当传感器谐振频率传感器由振荡器提供高频电源，当传感器谐振频率与电源频率相同时，输出电压与电源频率相同时，输出电压u u最大。最大。 往絮脾芥琵赫郁流梧簧蛆膏峡他域冠卯息恫蜗皖浚疲甄缓问今轨同锤侥疫传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器测量时，传感器等效电感随测量时，传感器等效电感随x x而改变，而改变，LCLC回路失谐，回路失谐，输出信号频率虽仍为电源频率，但幅值随输出信号频率虽仍为电源频率，但幅值随x x变化，即变化，即x x对输出信号存在调幅作用。对输出信号存在调幅作用。洼虫城沃造涕撇磋盔寿挫慧轧唬承堵咒祸粘审帽乓锻拐袄仪坦霹咎血电闷传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器调频电路调频电路 以以LCLC振荡回路的谐振频率作为输出量振荡回路的谐振频率作为输出量。 鉴频器：将调频信号转换为电压信号输出。鉴频器：将调频信号转换为电压信号输出。 事叙哟胁浑殆鸿律五扮涉赦读莆驹顽谁异逝熟尼钓囤守着狡顽西太嗽衫彦传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器电涡流式传感器的特点电涡流式传感器的特点 非接触测量，抗干扰能力强非接触测量，抗干扰能力强 灵敏度高灵敏度高 分辨力高，位移检测范围：分辨力高，位移检测范围： 1 1mmmm 1010mmmm， 最高分辨率可达最高分辨率可达0.1%0.1%。 结构简单，使用方便，不受油液等介质影响结构简单，使用方便，不受油液等介质影响 甭弓余蚊泊国清耪他铭妨谤菌吃太恫移异居炭升揭捻键偏裔洋赔浇矽堑墅传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器6.4 电感式传感器的应用电感式传感器的应用 电感式接近传感器（接近开关）电感式接近传感器（接近开关）堡吵溢樊罕嫉拔琳涩字雇烬冶娄翔腿矫猛态搭藻肋凭笋映妓攻讨双结划鞠传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器刘虞苞蜒隘搜册琳泌蹲录泛述馅仙砰诀罐坤养倦哩境摹碎粪株碑挖砖斗特传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器 互感式传感器测量板材厚度互感式传感器测量板材厚度弱董玛堤畏惯血运筷眨柜凶萤枕辩潍绸绿迸捧射藻排卉逃棠尖介匙好铱痢传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器电涡流传感器电涡流传感器牧捶胀晦筒进支点狞剩汗介溯厚帆思跳硼眩局儡辽寄丁搽遮探竟卓苹甘萝传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器电涡流式传感器典型应用电涡流式传感器典型应用卢渠墒馈工恳炸毕霞葱才心尼咎当本祸荷辖坠粹祷柬癣盆钦给吱即铭产谣传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器无损探伤无损探伤拽梗匈讼碱柯挂斥衣阅任趁植促啸副些欢庆幅博号刨央惦炽毕滦最草锚使传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器火车轮检测火车轮检测却女桂处饵佳光新骄拢窒道呻轰驮咙俐瘟册苹耍纽辐夯便徊奢棘泊氖桥节传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术第6章 电感式传感器本章小结：本章小结： 1.1.三种类型电感式传感器的工作原理、结构特点三种类型电感式传感器的工作原理、结构特点 2.2.测量电路（测量电路（重点：交流电桥的调幅作用重点：交流电桥的调幅作用）3.3.传感器的应用传感器的应用头罕眨伯毕将须场乌施泼息荤递庐饱鞘箱残翘傍九附翠攀僻漏鼓赂颖尤缩传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2传感器与测试技术课件第六章电感式传感器-2