電感式傳感器的概述、工作原理、分類、應(yīng)用等
概述:
電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測非電量如位移、壓力、流量、 振動等轉(zhuǎn)換成線圈自感量L或互感量M的變化, 再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。
電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單, 工作可靠, 測量精度高, 零點穩(wěn)定, 輸出功率較大等一系列優(yōu)點, 其主要缺點是靈敏度、線性度和測量范圍相互制約, 傳感器自身頻率響應(yīng)低, 不適用于快速動態(tài)測量。
電感式傳感器種類很多,常見的有自感式傳感器,互感式傳感器和電渦流式傳感器三種。
工作原理:
工作原理編輯 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。
分類
電感式傳感器分為 3 種類型:改變氣隙厚度 δ 的自感傳感 器,即變間隙式電感傳感;改變氣隙截面 S 的自感傳感器,即 變截面式電感傳感器;同時改變氣隙厚度 δ 和氣隙截面 S 的自 感傳感器,即螺管式電感傳感器。
電感式傳感器變間隙型電感傳感器
這種傳感器的氣隙 δ 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 一般取在 0. 1 ~ 0. 5 毫 米之間。
電感式傳感器改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。 它由螺管線圈和與被測物體相連 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。
電感式傳感器螺管插鐵型電感傳感器
它由螺管線圈和與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。
電感式傳感器應(yīng)用編輯 傳感器作為采集和獲取信息的工具,對系統(tǒng)的自動化檢測和質(zhì)量監(jiān)測起著重要作用。電感式傳感器是一種互感式電感傳感器,它可將微小的機械量,如位移、振動、壓力造成的長度、內(nèi)徑、外徑、不平行度、不垂直度、偏心、橢圓度等非電量物理量的幾何變化轉(zhuǎn)換為電信號的微小變化,轉(zhuǎn)化為電參數(shù)進行測量,是一種靈敏度較高的傳感器,具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、輸出功率大、抗阻抗能力強、對工作環(huán)境要求不高、穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點,因而被廣泛應(yīng)用于各種工程物理量檢測與自動控制系統(tǒng)中 。
比如:用電感式位移傳感器提高軸承制造的精度;用電感測微儀測量微小精密尺寸的變化;實現(xiàn)液壓閥開口位置的測量;用于設(shè)計智能紡織品的柔性傳感器;用電感傳感器原理的孔徑錐度誤差測量儀;用電感傳感器檢測潤滑油中磨粒;用電感傳感器監(jiān)測吊具導向輪等等。
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、機車汽車等行業(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)中小物體檢測、物體噴出控制、斷線監(jiān)測、小零件區(qū) 分、厚度檢測和位置控制等。
電感式位移傳感器利用導線制成特定的線圈繞組,根據(jù)其位移量的變化而使繞組線圈的白感量或是互感量發(fā)生變化來進行位移測量,因此根據(jù)其轉(zhuǎn)換原理電感式位移傳感器可分為自感型和互感型兩大類。
電感式位移傳感器是一種機電轉(zhuǎn)換裝置,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)科科學技術(shù)上,尤其是在白動控制系統(tǒng)、機械加工與測量行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛
優(yōu)缺點編輯 電感式傳感器的主要優(yōu)點是:
(1) 結(jié)構(gòu)簡單,可靠;
(2) 靈敏度高,高分辨力達0.1μm ;
(3) 測量度高,輸出線性度可達±0.1% ;
(4) 輸出功率較大,在某些情況下可不經(jīng)放大,直接接二次儀表。
其缺點是:
(1) 傳感器本身的頻率響應(yīng)不高,不適于快速動態(tài)測量;
(2) 對激磁電源的頻率和幅度的穩(wěn)定度要求較高;