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上海申思特自動化設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風(fēng),丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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2019-9-3 閱讀(5994)
電感傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換為線圈的自感或互感的變化來測量的裝置。電感傳感器還可用作磁敏速度開關(guān)、齒輪齡條測速等。電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測的物理量如位移,壓力流量振動等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出,實現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。它是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實現(xiàn)非電量電測的一種裝置。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)進行測量。它具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強及測量精度高等一系列優(yōu)點，因此在機電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。它的主要缺點是響應(yīng)較慢，不宜于快速動態(tài)測量，而且傳感器的分辨率與測量范圍有關(guān)，測量范圍大，分辨率低，反之則高。
電感式傳感器的工作原理是電磁感應(yīng)。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 。
變磁阻式傳感器
當(dāng)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(yīng)電勢e，這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)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(dǎo)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(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。
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(dǎo)磁截面積S0成正比。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(yīng)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(yīng)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(yīng)鐵芯位移的大小，而不能反應(yīng)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(yīng)采用既能反應(yīng)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。
常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。在實際應(yīng)用中,這三種傳感器多制成差動式,以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。
電感傳感器由鐵心和線圈構(gòu)成的將直線或角位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器,又稱電感式位移傳感器。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁系數(shù)都是一定的,其電感量的變化是由于位移輸入量導(dǎo)致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當(dāng)把線圈接入測量電路并接通激勵電源時,就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。變間隙型電感傳感器,這種傳感器的氣隙5隨被測量的變化而改變從而改變磁阻。它的靈敏度和非線性都隨氣隙的增大而減小,因此常常要考慮兩者兼顧。δ-般取在0.1~0.5毫米之間。變面積型電感傳感器這種傳感器的鐵芯和銜鐵之間的相對覆蓋面積(即磁通截面)隨被測量的變化而改變從而改變磁阻。它的靈敏度為常數(shù),線性度也很好。
螺管插鐵型電感傳感器:它由螺管線圈和和被測物體相連的柱型銜鐵構(gòu)成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻的變化。銜鐵隨被測物體移動時改變了線圈的電感量。這種傳感器的量程大,靈敏度低,結(jié)構(gòu)簡單,便于制作。
電感式傳感器的特點是:無活動觸點、可靠度高、壽命長;分辨率高，靈敏度高;線性度高、重復(fù)性好;測量范圍寬(測量范圍大時分辨率低);.無輸
入時有零位輸出電壓,引起測量誤差;對激勵電源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高,不適用于高頻動態(tài)測量.電感式傳感器主要用于位移測量和轉(zhuǎn)換成位移變化的機械量(如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等)的測量.帶有模擬輸出的電感式接近傳感器是-種測量式控制位置偏差的電子信號發(fā)生器,其用途非常廣泛。例如:可控制尺寸的穩(wěn)定性;可控制定位可控制對中心率或偏心率。
電感傳感器還可用作磁敏速度開關(guān)、齒輪齡條測速等,該類傳感器廣泛應(yīng)用于紡織、化纖、機床、機械、冶金、機車等行業(yè)的鏈輪齒速度檢測,鏈輸送帶的速度和距離檢測,齒輪齡計數(shù)轉(zhuǎn)速表及汽車防護系統(tǒng)的控制等。另外該類傳感器還可用在給料管系統(tǒng)體噴出控制、斷線監(jiān)測、小零件區(qū)分、厚度檢測和位置控制等。
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