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IPF電感式傳感器的工作原理?

更新時間:2018-05-26點擊次數(shù):1614

IPF電感式傳感器的工作原理?
電感式傳感器工作原理:
電感式傳感器由三大部分組成:振蕩器、開關電路以及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場,并達到感應距離時,在金屬目標內(nèi)產(chǎn)生渦流,從而導致金屬震蕩器衰減,以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關信號,觸發(fā)驅(qū)動控制器件,從而達到非接觸式之檢測目的。
工作原理
電感式傳感器的工作原理是電磁感應。它是把被測量如位移等,轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同,可分為自感式(包括可變磁阻式與渦流式)和互感式(差動變壓器式)兩種 [1]  。
變磁阻式傳感器
當一個線圈中電流i變化時,該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化,因而在線圈本身產(chǎn)生感應電勢e,這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應電勢稱為自感電勢。
變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成,在鐵芯和銜鐵之間有氣隙,氣隙厚度為δ,傳感器的運動部分與銜鐵相連。當銜鐵移動時,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。
特點:變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度,這樣對待測信號的放大倍數(shù)要求低。但是受氣隙δ寬度的影響,該類傳感器的測量范圍很小。
可變磁阻式傳感器自感
自感L與氣隙δ成反比,而與氣隙導磁截面積S0成正比。
IPF電感式傳感器的工作原理?靈敏度S與氣隙長度δ的平方成反比,δ愈小,靈敏度S愈高。為了減小非線性誤差,在實際應用中,一般取。這種傳感器適用于較小位移的測量,一般約為0.001~1 mm。
差動變壓器式傳感器
互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應中的互感現(xiàn)象,將被測位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。由于常采用兩個次級線圈組成差動式,故又稱差動變壓器式傳感器。
差動變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量,如用交流電壓表指示,則輸出值只能反應鐵芯位移的大小,而不能反應移動的極性;同時,交流電壓輸出存在一定的零點殘余電壓,使活動銜鐵位于中間位置時,輸出也不為零。因此,差動變壓器式傳感器的后接電路應采用既能反應鐵芯位移極性,又能補償零點殘余電壓的差動直流輸出電路。
把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器稱為互感式傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的,并且次級繞組用差動形式連接,故稱差動變壓器式傳感器。
差動變壓器結(jié)構(gòu)形式較多,有變隙式、變面積式和螺線管式等。變隙式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。
圖中r1a與L1a , r1b與L1b , r2a與L2a , r2b與L2b,分別為W1a , W1b , W2a, W2b繞阻的直流電阻與電感。
電渦流式傳感器
金屬導體置于變化著的磁場中,導體內(nèi)就會產(chǎn)生感應電流,這種電流像水中旋渦一樣在導體轉(zhuǎn)圈,這種現(xiàn)象稱為渦流效應。電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。 根據(jù)法拉第定律,當傳感器線圈通以正弦交變電流I1時,線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場H1,使置于此磁場中的金屬導體中感應電渦流I2,I2又產(chǎn)生新的交變磁場H2。

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