学习资料传感器与检测技术3.1 自感式传感器-2.ppt
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传感器与信号检测技术课件 (共8章)第3章 力学量传感器
第3章 力学量传感器 压力有几种不同表示方法 (1)绝对压力 指作用于物体表面积上的全部压力, 其零 点以绝对真空为基准, 又称总压力或全压力, 一般用大写符号 P表示 (2)大气压力指地球表面上的空气柱重量所产生的压力, 以P0表示。 (3)表压力 绝对压力与大气压力之差, 一般用p表示。 测 压仪表一般指示的压力都是表压力, 表压力又称相对压力。 当绝对压力小于大气压力, 则表压力为负压, 负压又可用 真空度表示, 负压的绝对值称为真空度。如测炉膛和烟道气 的压力均是负压。
第3章 力学量传感器 由式（ 11 - 25）可知, 如果a=b, 则∆θ=0, 这说明具有均匀 壁厚的圆形弹簧管不能用作测压敏感元件。 对于单圈弹簧管, 中心角变化量∆θ比较小, 要提高∆θ, 可采用多圈弹簧管。 弹簧管压力表结构如图 11 - 29所示。 被测压力由接头9通入, 迫使弹簧管1的自由端产生位移, 通过拉杆2使扇形齿轮3作逆时 针偏转, 于是指针5通过同轴的中心齿轮4的带动而作顺时针偏 转, 在面板6的刻度标尺上显示出被测压力的数值。 弹簧管压力表结构简单, 使用方便, 价格低廉, 使用范围广, 测量范围宽, 可以测量负压、微压、低压、中压和高压, 因此应 用十分广泛。
第3章 力学量传感器 1.弹簧管 弹簧管 空心薄壁管，形如儿童玩具“吹管” 把压力转换成位移，再利用传感器将位移转换成电信号。 2.波纹管 波纹管 同心环状，薄壁圆管。 把压力转换成位移，同上。测力102～107Pa直径12㎜～160㎜ 3.膜片膜盒 膜片膜盒 同心环状 波纹薄片 周围封装即为膜盒。把压力转换成位移， 同上。 厚度 0.05～0.5㎜，波纹分锯齿、正弦、梯形波。 金属弹性元件都具有不完全弹性, 即在所加作用力去除后, 弹性 元件会表现残余变形、 弹性后效和弹性滞后等现象, 这将会造 成测量误差。弹性元件特性与选用的材料和负载的最大值有 关, 要减小这方面的误差, 应注意选用合适的材料, 加工成形后 进行适当的热处理等。
传感器技术 传感器与检测技术 PPT课件
学习本课程之前，要求先修《大学物理》、《电路理论》、《模拟电 子技术》、《数字电子技术》、《电气测量技术》，本课程也是《过 程控制系统及仪表》的先修课程。
本课程的性质及适应对象
本课程为电子信息工程专业选修课程。
本科教学计划安排
章次
内容
1 绪论
2 电阻式传感器原理与应用
3 变阻抗式传感器原理与应用
4 光电式传感器原理与应用
基础知识
定义、分类 发展趋势 选用原则 一般特性
检测电路 现代检测系统
传感器原理 检测技术
参考网站
[1]传感器课程 [2]仪表技术与传感器 [3]传感器世界 [4]中国传感器 [5]传感器技术 [6]21IC中国电子网 [7]传感技术学报网
[8]传感器资讯网
参考文献
1．王化祥,张淑英.传感器原理及应用（第3版）[M].天津:天津 大学出版社, 2007
2．杨万海.多传感器数据融合及其应用[M].西安:西安电子科技 大学出版社,2004
思考题与习题
第7章 流量检测
7.1 流量的基本概念 7.2 差压式流量计 7.3 电磁流量计 7.4 涡轮流量计 7.5 涡街流量计 7.6 超声流量计 7.7 质量流量计
思考题与习题
第8章 成分检测
8.1 概述 8.2 热导式气体分析仪 8.3 磁性氧量分析仪 8.4 氧化锆氧量分析仪 8.5 红外气体分析仪 8.6感器概述 1.3 测量误差与数据处理 1.4 传感器的一般特性 1.5 传感器的标定和校准
思考题与习题
第2章电阻式传感器原理与应用
2.1 应变式传感器 2.2 电阻式传感器
思考题与习题
第3章 变阻抗式传感器原理与应用
本课程的性质及适应对象
本课程为电子信息工程专业选修课程。
本科教学计划安排
章次
内容
1 绪论
2 电阻式传感器原理与应用
3 变阻抗式传感器原理与应用
4 光电式传感器原理与应用
基础知识
定义、分类 发展趋势 选用原则 一般特性
检测电路 现代检测系统
传感器原理 检测技术
参考网站
[1]传感器课程 [2]仪表技术与传感器 [3]传感器世界 [4]中国传感器 [5]传感器技术 [6]21IC中国电子网 [7]传感技术学报网
[8]传感器资讯网
参考文献
1．王化祥,张淑英.传感器原理及应用（第3版）[M].天津:天津 大学出版社, 2007
2．杨万海.多传感器数据融合及其应用[M].西安:西安电子科技 大学出版社,2004
思考题与习题
第7章 流量检测
7.1 流量的基本概念 7.2 差压式流量计 7.3 电磁流量计 7.4 涡轮流量计 7.5 涡街流量计 7.6 超声流量计 7.7 质量流量计
思考题与习题
第8章 成分检测
8.1 概述 8.2 热导式气体分析仪 8.3 磁性氧量分析仪 8.4 氧化锆氧量分析仪 8.5 红外气体分析仪 8.6感器概述 1.3 测量误差与数据处理 1.4 传感器的一般特性 1.5 传感器的标定和校准
思考题与习题
第2章电阻式传感器原理与应用
2.1 应变式传感器 2.2 电阻式传感器
思考题与习题
第3章 变阻抗式传感器原理与应用
传感器与检测技术幻灯片PPT
〔3〕集成化
〔4〕采用“驱动电缆〞(双层屏蔽等位传输)技 术
〔5〕采用运算放大器法；
S&M Ch4
4.4 电容传感器的设计要点
4．防止和减小外界干扰
屏蔽和接地。
增加原始电容值以降低容抗。
导线和导线要离得远，以减小导线间分布电 容的静电感应。导线要尽可能短，最好成 直角排列，必须平行排列时可采用同轴屏 蔽线。
C 2 l
ln(r2 / r1)
l—外圆筒与内圆柱覆盖部分的长度； r2、r1 —圆筒内半径和内圆柱外半径。
当两圆筒相对移动Δl时，电容变化量ΔC为
2 l2 (l l) 2 l l
C ln r 2/r 1 ()ln r 2/r 1 () ln r 2/r 1 () C 0l
S&M Ch4
尽可能一点接地，防止多点按地。地线要用 粗的良导体或宽印刷线。
尽量采用差动式电容传感电路，可减小非线
性误差，提高传感器灵敏度，减小寄生电
容的影响和干扰。
S&M Ch4
4.5 电容式传感器的转换电路
1. 电桥电路
图4-13 电容式传感器构成交流电桥的一些形式
S&M Ch4
4.5 电容式传感器的转换电路
u0 11(jjC Cx)uC Cx u
C
Cx
∑ -A
～u
uo
代入 Cx (S)/
u0
uC S
运算放大器式 电路原理图
S&M Ch4
4.6 电容式传感器的应用举例
❖压力测量：差压传感器、变面积传感器、 荷重传感器
❖水分检测：粮食、油 ❖液位测量 ❖加速度测量
S&M Ch4
4.6 电容式传感器的应用举例
传感器与自动检测技术
成分量传感器 如：气敏传感器等
状态量传感器 如：各种接近开关 等 探伤传感器等 如：超声波探伤仪等
模拟传感器 （3）按输出量种类来分 数字传感器 直接传感器 （4）按传感器结构来分 差动传感器
补偿传感器
（2）命名
传感器常常按工作原理及被测量性质两种分 类方式合二为一进行命名。 例如：①电感式位移传感器 ②光电式转速计 ③压电式加速度计 光电式转速计
弹簧管受力动画演示
（2）波纹管
压力p
自由端的位移x
波纹管示意图
波纹管受力动画演示
（3）等截面薄板 压力 p 或者 压力 p 应变ε 等截面薄板示意图 位移 x
（4）波纹膜片和膜盒 压力差p 位移x 膜盒示意图
（5）薄壁圆筒和薄壁半球 压力 p 应变ε
薄壁圆筒和薄壁半球示意图
光敏电阻
铂电阻测温传感器
解：按最坏的情况考虑，每次误差都达到技术指标 规定的极限值，即： 基本误差 x1 1.25% 附加误差 x 2 0.5%
x x1 x 2 (1.25% 0.5%) 1.75%
求其均方根值为：
x
2 xi
1.25 % 0.5% 1.35 %
例：木块刚度小，铁块刚度大 2．灵敏度
dx K 1/ k dF
弹性特性曲线图
灵敏度为常数，此弹性特性是线性
二、弹性敏感元件的形式及应用范围 等截面轴 变换力 1．弹性敏感 元件的形式 环状弹性敏感元件 悬臂梁
扭转轴
弹簧管 波纹管 变换压力 等截面薄板 波纹膜片和膜盒 薄壁圆筒和薄壁半球
2．变换力的弹性敏感元件 （1）等截面轴 力F 应变ε
等截面轴示意图
等截面轴受 力动画演示
物联网技术-第3章 传感器及检测技术
• 1．传感器在工业检测和自动控制系统中的应用
– 在石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业中，传感器在各自的工作岗位上担 负着相当于人们感觉器官的作用，它们每时每刻地按需要完成对各种信息的检测 ，再把大量测得的信息通过自动控制、计算机处理等进行反馈，用以进行生产过 程、质量、工艺管理与安全方面的控制。
• （2）传感器的校准 • 传感器需定期检测其基本性能参数，判定是否可以继续使用，如能继 续使用，则应对其有变化的主要指标（如灵敏度）进行数据修正，确 保传感器的测量精度的过程，称为传感器的校准。校准与标定的内容 是基本相同的。
3.1.2 传感器的分类
• 传感器的种类繁多，往往同一种被测量可以用不同类型的传感器来测 量，而同一原理的传感器又可测量多种物理量，因此传感器有许多种 分类方法。常用的分类方法有： • 1．按被测量分类:被测量的类型主要有：①机械量，如位移、力、速 度、加速度等；②热工量，如温度、热量、流量（速）、压力（差） 、液位等；③物性参量，如浓度、粘度、比重、酸碱度等；④状态参 量，如裂纹、缺陷、泄露、磨损等。 • 2．按测量原理分类:按传感器的工作原理可分为电阻式、电感式、电 容式、压电式、光电式、磁电式、光纤、激光、超声波等传感器。现 有传感器的测量原理都是基于物理、化学和生物等各种效应和定律， 这种分类方法便于从原理上认识输入与输出之间的变换关系，有利于 专业人员从原理、设计及应用上作归纳性的分析与研究。
3.1 传感器概述
• 目前，人类已进入了科学技术空前发展的信息社会时代。 在这个瞬息万变的信息社会里，传感器为人类敏感地检测 出形形色色的有用信息，充当着电子计算机、智能机器人 、自动化设备、自动控制装置的“感觉器官”。如果没有 传感器将各种各样的形态各异的信息转换为能够直接检测 的信息，现代科学技术将是无法发展的。显而易见，传感 器在现代科学技术领域占有极其重要的地位。
传感器与检测技术第2版课件第3章
• 当活动铁心向线圈的另一个方向移动时，用上述分析方法同样可以证明，无论
在Ui的正半周还是负半周，电桥输出电压U0均为负值，即
综上所述可知，采用带相敏整 流的交流电桥，其输出电压既 能反映位移量的大小，又能反 映位移的方向，所以应用较为 广泛。
3.1.3自感式传感器应用实例
• 1. 自感式压力传感器
1）尽可能保证传感器尺寸、线圈电气参数和磁路对称。 2）选用合适的测量电路。 3）采用补偿线路减小零点残余电压。
3.2.2测量电路
• 1. 差动整流电路
• 采用差动整流电路后，不但可以用 0 值居中的直流电表指示输 出电压或电流的大小和极性，还可以有效地消除残余电压，同时 可使线性工作范围得到一定的扩展。
• 2.带相敏整流的交流电桥
为了既能判别衔铁位移的大小，又能判断出衔铁位移的方向，通常 在交流测量电桥中引入相敏整流电路，把测量桥的交流输出转换为 直流输出
图中电桥的两个臂Z1、Z2分别为差动式传感器中 的电感线圈，另两个臂为平衡阻抗Z3、Z4（Z3= Z4 = Z0 ） , VD1、VD2、VD3、VD4四只二极管组成
• 由上式可知，这时电桥输出电压，电桥处于平衡状态。
• 当铁芯向一边移动时，Z1= Z0 + ∆Z， Z2= Z0﹣∆Z，代入上式得
当传感器线圈为高Q值时，可得到输出电压的值为
同理，当活动铁心向另一边（反方向）移动时，则有
综合以上两式可得知电桥输出电压
差动式自感传感器采用变压器交流电桥为测量电路时，电桥输出电压 既能反映被测体位移量的大小，又能反映位移量的方向，且输出电压与 电感变化量呈线性关系。
1~100mm范围内的机械位移，并具有测量精度高、灵敏度高、结构简单、 性能可靠等优点。
在Ui的正半周还是负半周，电桥输出电压U0均为负值，即
综上所述可知，采用带相敏整 流的交流电桥，其输出电压既 能反映位移量的大小，又能反 映位移的方向，所以应用较为 广泛。
3.1.3自感式传感器应用实例
• 1. 自感式压力传感器
1）尽可能保证传感器尺寸、线圈电气参数和磁路对称。 2）选用合适的测量电路。 3）采用补偿线路减小零点残余电压。
3.2.2测量电路
• 1. 差动整流电路
• 采用差动整流电路后，不但可以用 0 值居中的直流电表指示输 出电压或电流的大小和极性，还可以有效地消除残余电压，同时 可使线性工作范围得到一定的扩展。
• 2.带相敏整流的交流电桥
为了既能判别衔铁位移的大小，又能判断出衔铁位移的方向，通常 在交流测量电桥中引入相敏整流电路，把测量桥的交流输出转换为 直流输出
图中电桥的两个臂Z1、Z2分别为差动式传感器中 的电感线圈，另两个臂为平衡阻抗Z3、Z4（Z3= Z4 = Z0 ） , VD1、VD2、VD3、VD4四只二极管组成
• 由上式可知，这时电桥输出电压，电桥处于平衡状态。
• 当铁芯向一边移动时，Z1= Z0 + ∆Z， Z2= Z0﹣∆Z，代入上式得
当传感器线圈为高Q值时，可得到输出电压的值为
同理，当活动铁心向另一边（反方向）移动时，则有
综合以上两式可得知电桥输出电压
差动式自感传感器采用变压器交流电桥为测量电路时，电桥输出电压 既能反映被测体位移量的大小，又能反映位移量的方向，且输出电压与 电感变化量呈线性关系。
1~100mm范围内的机械位移，并具有测量精度高、灵敏度高、结构简单、 性能可靠等优点。
《传感器检测技术》PPT课件
响
应特性：
➢ 除理想状态，多数传感器的输入信号是随时间变化的，输 出信号一定不会与输入信号有相同的时间函数，这种输入输 出之间的差异就是动态误差；
➢ 传感器输出对时间变化的输入量的响应既反映了传感器的 动态特性。
➢一般用传感器对于标准动态输入信号的响应来衡量传感器 的动态特性。标准动信号为正弦信号、阶跃信号和单位脉冲 信号。
环境影响量指由外界坏境变化而引起的示值变化量。由两个因素构成，一个 是零漂、二是灵敏度漂移。表示环境影响量时，必须同时写出示值偏差及 造成这一偏差的影响因素。
例： 0.1A/U ( 表5% 示电)源电压变化5%时，将引起示值变化0.1uA.
例：某数字式液位计的使用说明书上注明该产品为数 字面板表，它的量程为0-10m（从面板表上可以看到， 事实上只能显示9.99m,属于3位表），非线性训差为 1.5%，使用环境温度为0-30度，温漂为0.001m/度， 请确定该产品是否能满足满度相对误差不大于2.0%的 要求。
在下图中，弹簧管将压力转换为角位 移α
2021/6/10
29
弹簧管放大图
当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿 条带动齿轮转动，从而带动电位器的电刷产生 角位移。
2021/6/10
30
其他各种弹性敏感元件
在上图中的各种弹性元件也能将压力转 换为角位移或直线位移。
2021/6/10
31
压力传感器的外形及内部结构
34
测量转换电路的作用是将传感元件输出的电参 量转换成易于处理的电压、电流或频率量。
2021/6/10
在左图中，当 电位器的两端加上 电源后，电位器就 组成分压比电路， 它的输出量是与压 力成一定关系的电 压Uo 。
传感器与检测技术教学课件(共38单元)05自感式传感器
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
3.1.1 工作原理
线圈自感
W W 2 L
I I Rm
Ψ——线圈总磁链,单位：韦伯； I——通过线圈的电流，单位：安培； W——线圈的匝数； Rm——磁路总磁阻，单位：1/亨。
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
3.1.4 螺线管式自感传感器
1-螺线管线圈Ⅰ； 2-螺线管线圈Ⅱ； 3-骨架； 4-活动铁芯
当衔铁上移Δδ时，则 L L0 L 0 ， 代入式（3.1.6）式并整理得
L
L0
L
W 20s0 2( 0 )
L0
1
0
/ 0 1上式用泰勒级数展开成如下的级数形式
L
L0
L
L0
1
0
0
2
L
L0
0
1
0
0
2
L L0
0
1
0
0
2
同理，当衔铁随被测物体的初始位置向下移动时，有
L f ,S
线圈中放入圆形衔铁
L f1 变气隙型传感器
L f2 S 变截面型传感器
可变自感 螺管型传感器。
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
3.1.1 工作原理
线圈自感
W W 2 L
I I Rm
Ψ——线圈总磁链,单位：韦伯； I——通过线圈的电流，单位：安培； W——线圈的匝数； Rm——磁路总磁阻，单位：1/亨。
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
3.1.4 螺线管式自感传感器
1-螺线管线圈Ⅰ； 2-螺线管线圈Ⅱ； 3-骨架； 4-活动铁芯
当衔铁上移Δδ时，则 L L0 L 0 ， 代入式（3.1.6）式并整理得
L
L0
L
W 20s0 2( 0 )
L0
1
0
/ 0 1上式用泰勒级数展开成如下的级数形式
L
L0
L
L0
1
0
0
2
L
L0
0
1
0
0
2
L L0
0
1
0
0
2
同理，当衔铁随被测物体的初始位置向下移动时，有
L f ,S
线圈中放入圆形衔铁
L f1 变气隙型传感器
L f2 S 变截面型传感器
可变自感 螺管型传感器。
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
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课件
3.1.6 自感式传感器应用举例
1. 自感式位移传感器 2. 自感式压力传感器
课件
1. 自感式位移传感器
1 传感器引线 4 电感线圈 7滚珠导轨 10玛瑙测端
课件
2 铁心套筒 5弹 簧 8测 杆
3 磁芯 6 防转件 9 密封件
2.自感式压力传感器
变隙式自感压力传感器结构图
课件
变隙差动式电感压力传感器 End the 3.1
课件
传感器衔铁移动方向相反时
Z1 Z Δ Z、Z2 Z Δ Z，
空载输出电压
u0 (u / 2) (Δ Z / Z)
两种情况的输出电压大小相等，方向相反，即相位差180 为了判别衔铁位移方向，就是判别信号的相位， 要在后续电路中配置相敏检波器来解决
课件
(2) 相敏检波电路
当衔铁偏离中间位置而使Z1=Z+ΔZ增加，则Z2=Z-ΔZ减少。 这时当电源u上端为正，下端为负时， 电阻R1上的压降大于R2上的压降； 当u上端为负，下端为正时，R2上压降则大于R1上的压降， 电压表V输出上端为正，下端为负。
第三项决定于供电电压的大小
传感器灵敏度的单位为 mV/(μm·V)
电源电压为1V，衔铁偏移1μm时，输出电压为若干毫伏
课件
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
课件
3.1.5 自感式传感器测量电路
1. 调幅电路 2. 调频电路 3. 调相电路 4. 自感传感器的灵敏度
课件
非相敏整流和相敏整流电路输出电压比较 (a) 非相敏整流电路；（b） 相敏整流电路 使用相敏整流，输出电压U0不仅能反映衔铁位移的大小和方向， 而且还消除零点残余电压的影响，
课件
(3) 谐振式调幅电路
电路的灵敏度很高，但是线性差，适用于线性要求不高的场合。
课件
2.调频电路
传感器自感变化将引起输出电压频率的变化 f
课件
4.自感传感器的灵敏度
传感器结构灵敏度
kt (Δ L / L) /Δ x
转换电路灵敏度
kc u0 /(Δ L / L)
总灵敏度 kz kt kc u0 /Δ x
课件
气隙型、变压器电桥 传感器
k z
1
0
(L) 2 R2 (L)2
u 2
第一项决定于传感器的类型
第二项决定于转换电路的形式
L C
G
f
f 1/ 2 LC
0
L
灵敏度很高，但线性差，适用于线性要求不高的场合
Δ f (LC)3/ 2 CΔ L / 4 ( f / 2) (Δ L / L)
课件
3.调相电路
传感器电感变化将引起输出电压相位变化
2 tg 1(L / R)
Δ 2(L / R) Δ L 1 (L / R)2 L
课件
1.调幅电路
(1) 变压器电路
输出空载电压 Z1 Z2 Z，u0 0
u0
Z1
u
Z2
Z1
u 2
u 2
Z1 Z1
Z2 Z2
初始平衡状态，Z1=Z2=Z, u0=0
衔铁偏离中间零点时
Z1 Z Δ Z、Z2 Z Δ Z，
u0 (u / 2) (Δ Z / Z)
使用元件少，输出阻抗小, 获得广泛应用
3.1.6 自感式传感器应用举例
1. 自感式位移传感器 2. 自感式压力传感器
课件
1. 自感式位移传感器
1 传感器引线 4 电感线圈 7滚珠导轨 10玛瑙测端
课件
2 铁心套筒 5弹 簧 8测 杆
3 磁芯 6 防转件 9 密封件
2.自感式压力传感器
变隙式自感压力传感器结构图
课件
变隙差动式电感压力传感器 End the 3.1
课件
传感器衔铁移动方向相反时
Z1 Z Δ Z、Z2 Z Δ Z，
空载输出电压
u0 (u / 2) (Δ Z / Z)
两种情况的输出电压大小相等，方向相反，即相位差180 为了判别衔铁位移方向，就是判别信号的相位， 要在后续电路中配置相敏检波器来解决
课件
(2) 相敏检波电路
当衔铁偏离中间位置而使Z1=Z+ΔZ增加，则Z2=Z-ΔZ减少。 这时当电源u上端为正，下端为负时， 电阻R1上的压降大于R2上的压降； 当u上端为负，下端为正时，R2上压降则大于R1上的压降， 电压表V输出上端为正，下端为负。
第三项决定于供电电压的大小
传感器灵敏度的单位为 mV/(μm·V)
电源电压为1V，衔铁偏移1μm时，输出电压为若干毫伏
课件
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
3.1 自感式传感器
3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例
课件
3.1.5 自感式传感器测量电路
1. 调幅电路 2. 调频电路 3. 调相电路 4. 自感传感器的灵敏度
课件
非相敏整流和相敏整流电路输出电压比较 (a) 非相敏整流电路；（b） 相敏整流电路 使用相敏整流，输出电压U0不仅能反映衔铁位移的大小和方向， 而且还消除零点残余电压的影响，
课件
(3) 谐振式调幅电路
电路的灵敏度很高，但是线性差，适用于线性要求不高的场合。
课件
2.调频电路
传感器自感变化将引起输出电压频率的变化 f
课件
4.自感传感器的灵敏度
传感器结构灵敏度
kt (Δ L / L) /Δ x
转换电路灵敏度
kc u0 /(Δ L / L)
总灵敏度 kz kt kc u0 /Δ x
课件
气隙型、变压器电桥 传感器
k z
1
0
(L) 2 R2 (L)2
u 2
第一项决定于传感器的类型
第二项决定于转换电路的形式
L C
G
f
f 1/ 2 LC
0
L
灵敏度很高，但线性差，适用于线性要求不高的场合
Δ f (LC)3/ 2 CΔ L / 4 ( f / 2) (Δ L / L)
课件
3.调相电路
传感器电感变化将引起输出电压相位变化
2 tg 1(L / R)
Δ 2(L / R) Δ L 1 (L / R)2 L
课件
1.调幅电路
(1) 变压器电路
输出空载电压 Z1 Z2 Z，u0 0
u0
Z1
u
Z2
Z1
u 2
u 2
Z1 Z1
Z2 Z2
初始平衡状态，Z1=Z2=Z, u0=0
衔铁偏离中间零点时
Z1 Z Δ Z、Z2 Z Δ Z，
u0 (u / 2) (Δ Z / Z)
使用元件少，输出阻抗小, 获得广泛应用