电感式传感器实验
电感式传感器的应用实例
电感式传感器的应用实例1. 嘿,小伙伴们!今天咱们来聊聊电感式传感器这个神奇的小玩意儿。
别看它个头不大,可在咱们的日常生活中可是无处不在啊!它就像是个超级敏感的小雷达,能感知周围环境的变化,简直就是科技界的"千里眼"!2. 想象一下,你家的电动牙刷是不是特别聪明?一碰到水就自动开始工作,用完了又自动停下来。
这可不是什么魔法,而是电感式传感器在背后默默发挥作用呢!它能感应到水分的存在,就像是个小小的侦探,随时待命。
3. 再说说咱们天天坐的电梯吧。
你有没有想过,为什么电梯门总能在你靠近的时候自动打开,而不会夹到人呢?没错,又是咱们的电感式传感器在发挥作用!它就像是个尽职尽责的门卫,时刻关注着电梯门口的情况,保证大家的安全。
4. 哦对了,还有停车场里那些能自动感应车辆的停车位指示灯。
你看到那个红绿灯会变色,以为是有个小精灵在地下指挥交通?其实啊,那是电感式传感器在地下默默工作,感应车辆的到来和离开,比交警还要尽职尽责呢!5. 工厂里的流水线上,电感式传感器更是大显身手。
它能精确地检测金属零件的位置和尺寸,就像是个超级细心的质检员,保证每个产品都符合标准。
要是没有它,那些机器人可就成了"睁眼瞎"啦!6. 你知道吗?咱们的手机屏幕为什么能感应到你的手指触摸?没错,又是电感式传感器的功劳!它就像是个超级敏感的皮肤,能感受到你最轻微的触碰。
想象一下,如果没有它,你的手机岂不是成了一块没有生命的玻璃?7. 在汽车上,电感式传感器也是个大忙人。
它能检测发动机的转速、车轮的速度,甚至能感应雨滴来自动开启雨刷。
简直就是汽车的神经系统啊!没有它,汽车可能就成了一个四肢发达头脑简单的大块头。
8. 在医疗领域,电感式传感器更是发挥着重要作用。
比如在核磁共振仪中,它能精确地测量人体内部的情况,就像是给人体做了个透视。
医生们有了这个"透视眼",诊断疾病就容易多啦!9. 在安防系统中,电感式传感器也是个不可或缺的小能手。
传感器实验指导书2023
传感器实验指导书
一、实验目的
本实验旨在帮助学生了解和掌握各种传感器的原理及应用，通过实际操作加深对传感器技术的理解，提高实践能力和创新思维。
二、实验器材
电阻式传感器
电容式传感器
电感式传感器
压电式传感器
磁电式传感器
热电式传感器
光电式传感器
光纤传感器
化学传感器
生物传感器
三、实验步骤与操作方法
电阻式传感器实验：
（1）将电阻式传感器接入电路，测量其阻值；
（2）改变被测物体的电阻值，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电阻式传感器的输出特性。
电容式传感器实验：
（1）将电容式传感器接入电路，测量其电容值；
（2）改变被测物体的介电常数，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电容式传感器的输出特性。
电感式传感器实验：
（1）将电感式传感器接入电路，测量其电感值；
（2）改变被测物体的磁导率，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电感式传感器的输出特性。
压电式传感器实验：
（1）将压电式传感器接入电路，测量其输出电压；（2）施加压力或振动，观察电路中电压的变化；（3）记录实验数据，分析压电式传感器的输出特性。
磁电式传感器实验：
（1）将磁电式传感器接入电路，测量其输出电压；（2）改变磁场强度，观察电路中电压的变化；
（3）记录实验数据，分析磁电式传感器的输出特性。
传感器与检测技术电感式传感器
07电感式压力变送器——电感式传感器的测试项目描述•YSG系列电感压力变送器由机械指示压力表和电子放大器组成，它即通过指针直接指示压力值，便于现场检查于调校，同时还将被测介质的压力值转换成4～20mA的标准直流信号，便于较长距离传送。
具有直观、稳定性好、温漂小等优点，可用于各种工作生产过程和测量系统中压力或负压的测量及信号传送，实现生产过程的自动检测与控制。
电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置。
优点：①结构简单、可靠，测量力小衔铁为0.5～200×10-5N时，磁吸力为(1~10)×10-5N。
②分辨力高机械位移：0.1μm，甚至更小；角位移：0.1角秒。
输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm 。
③重复性好，线性度优良在几十μm到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度较好，且比较稳定。
不足：存在交流零位信号，不宜于高频动态测量。
知识准备•一、自感式传感器•自感式传感器（也叫变磁阻式电感传感器）是利用自感量随气隙变化而改变的原理制成的，可直接用来测量位移量。
它主要由线圈、铁芯、衔铁等部分组成。
自感式传感器主要有闭磁路变隙式和开磁路螺线管式，它们又都可以分为单线圈式与差动式两种结构形式。
2022/1/235电感量计算公式 ：请分析电感量L 与气隙厚度δ及气隙的有效截面积A 之间的关系，并讨论有关线性度的问题。
N ：线圈匝数；A ：气隙的有效截面积；μ 0 ：真空磁导率；δ ：气隙厚度。
6•先看一个实验：–将一只220V交流接触器线圈与交流毫安表串联后，接到机床用控制变压器的36V交流电压源上，如下页图所示。
开始毫安表的示值约为几十毫安。
–用手慢慢将接触器的活动铁心（称为衔铁）往下按，我们会发现毫安表的读数逐渐减小。
当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时，毫安表的读数只剩下十几毫安。
7自感传感器的基本工作原理演示F 36V交流毫安表8自感传感器的基本工作原理演示☞ 气隙变小，电感变大，电流变小F•（一）基本自感式传感器• 1.工作原理•基本变间隙自感式传感器由线圈、铁芯和衔铁组成，结构如图3.1所示。
传感器检测实验报告
一、实验目的1. 了解传感器的基本原理和检测方法。
2. 掌握不同类型传感器的应用和特性。
3. 通过实验，验证传感器检测的准确性和可靠性。
4. 培养动手能力和分析问题的能力。
二、实验原理传感器是将物理量、化学量、生物量等非电学量转换为电学量的装置。
本实验主要涉及以下几种传感器：1. 电阻应变式传感器：利用应变片将应变转换为电阻变化，从而测量应变。
2. 电感式传感器：利用线圈的自感或互感变化，将物理量转换为电感变化，从而测量物理量。
3. 电容传感器：利用电容的变化，将物理量转换为电容变化，从而测量物理量。
4. 压电式传感器：利用压电效应，将物理量转换为电荷变化，从而测量物理量。
三、实验仪器与设备1. 电阻应变式传感器实验装置2. 电感式传感器实验装置3. 电容传感器实验装置4. 压电式传感器实验装置5. 数字万用表6. 示波器7. 信号发生器8. 振动台四、实验步骤1. 电阻应变式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的应变值和电压值。
（4）分析应变值和电压值之间的关系，验证电阻应变式传感器的检测原理。
2. 电感式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的电感值和电压值。
（4）分析电感值和电压值之间的关系，验证电感式传感器的检测原理。
3. 电容传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的电容值和电压值。
（4）分析电容值和电压值之间的关系，验证电容传感器检测原理。
4. 压电式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
模拟量电感式传感器实验指导书
模拟量电感式传感器实验指导书注意事项实验设备安装步骤1、断开实验电源2、实验用设备组合搭建3、实验线路连接4、依据实验指导书认真检查设备及接线5、开启实验电源（24V DC/4.5A）实验完毕1、断开实验电源2、断开实验线路3、整理实验设备及工具连接线和插头颜色说明：颜色缩写黑棕蓝白红绿黄电压-电流转换开关：通过电压-电流转换开关将电压信号连接到输出0，电流信号连接到输出1。
转换开关切换每个输入接口到各自的输出接口。
电压-电流转换开关接线原理图模拟量电感式传感器一、实验目的1、确定模拟量电感式传感器的特性曲线；2、测量对象对模拟量电感式传感器输出信号的影响；二、实验原理模拟量电感式传感器包括一个带有电感线圈的振荡回路、电容器以及一个放大器的并联回路。
通过线圈的磁芯在外部产生电磁场。
如果一个电感应材料进入该磁场活动区域中，根据电感原理产生涡流，将使振荡减弱。
由于传导率、渗透性、尺寸和距离的不同，振荡的衰减也不相同。
振荡的衰减通过后续产生的输出信号来进行评价，在一定的测量范围内，输出信号与传感器、材料间的距离成正比。
1 振荡器2 解调器3 放大器4 线性装置5 输出信号调节6 外部电压 7内部恒定电源 8线圈 9 输出（mV或mA）图1-1 模拟量电感式传感器结构图三、实验仪器仪器数量名称模拟信号转换板电压-电流转换开关模拟量电感式传感器位移滑板游标卡尺数字万用表零件3：低碳钢90x30mm 零件4：不锈钢90x30mm 零件5：铝90x30mm 零件6：黄铜90x30mm 零件7：铜90x30mm零件11：低碳钢30x30mm 零件12：低碳钢25x25mm零件13：低碳钢20x20mm 零件14：低碳钢15x15mm 零件15：低碳钢10x10mm 零件16：低碳钢5x5mm 台式稳压电源（24V DC/4.5A）四、实验内容1 确定模拟量电感式传感器的特性曲线游标卡尺安装时，位移滑板设定在“0”。
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告实验三电感式传感器实验传感器实验三、电感传感器实验——差动变压器性能实验(一)实验内容1.项目一、差动变压器式电感传感器性能实验2.项目二、差动螺管式电感传感器的静态位移性能实验 (二)实验目的1.了解差动变压器式电感传感器的原理和工作情况2.了解差动螺管式电感传感器测量系统的组成和工作情况 (三)实验原理螺旋测微器产生位移，经弹性梁带动衔铁在线圈中移动，交流电源激励，数字电压表显示数字，计算机自动生成示波器显示波形。
(四)实验操做步骤实验项目一、1.将音频振荡器LV输出接至数字频率计和数据采集CH1，由频率计显示频率，计算机自动生成示波器显示波形，调节音频振荡器频率为4kHz，峰峰值为5V。
2.将音频振荡器LV输出接差动变压器一次绕组，输出接CH1。
3.调螺旋测微器使衔铁处于中心位置(输出为零)，向下每1mm读一个数。
实验项目二、1.按图接线2.将音频振荡器输出接至CH1，调节峰峰值为2V。
3.V/F表调至20V档。
4.接好电桥平衡网络、放大器、相敏检波器、LPF、V/F表、示波器。
5.将螺旋测微器与梁脱离，使梁处于自由状态;调节W1、W2，使输出最小(灵敏度最大)。
6.将螺旋测微器与梁相吸，调节螺旋测微器使输出最小(CH1示)，再向上移2.5mm。
7.调节移相器使输出最大(CH2示);观察检波器波形，若两半波不对称，则微调放大器调零电位器。
8.向下每0.5mm读一个数。
项目一数据表第 1 页共 1 页项目二数据表篇二:传感器与检测技术实验报告准考证号:100214101370 姓名:倪帅彪院校:河南科技大学专业名称:080302机械制造及自动化(独立本科段)《传感器与检测技术》实验报告实验一常用传感器(电感式、电阻式或电容式)静态性能测试一、实验目的:1(进一步认识电阻式、电感式、电容式传感器的工作原理、基本结构、性能与应用。
电感式传感器实训报告
#### 一、实训背景随着科学技术的不断发展，传感器技术在各个领域的应用越来越广泛。
电感式传感器作为一种常见的传感器，具有结构简单、响应速度快、精度高等优点，在位移、压力、流量等测量领域有着广泛的应用。
为了更好地理解和掌握电感式传感器的工作原理和应用，我们进行了电感式传感器的实训。
#### 二、实训目的1. 理解电感式传感器的基本原理和工作原理。
2. 掌握电感式传感器的结构、性能和特点。
3. 学会电感式传感器的安装、调试和故障排除。
4. 了解电感式传感器在实际工程中的应用。
#### 三、实训内容1. 电感式传感器原理讲解- 介绍了电感式传感器的基本原理，即通过电磁感应将被测量的非电量转换为电感的变化，再通过测量电路转换为电压或电流的变化量输出。
- 讲解了自感式、互感式和电涡流式传感器的区别和特点。
2. 电感式传感器结构分析- 分析了电感式传感器的结构，包括线圈、铁芯、衔铁、磁芯等部分。
- 讲解了各部分的作用和相互关系。
3. 电感式传感器性能测试- 通过实验测试了电感式传感器的灵敏度、线性度、分辨率等性能指标。
- 分析了影响电感式传感器性能的因素。
4. 电感式传感器应用案例分析- 介绍了电感式传感器在位移、压力、流量等测量领域的应用案例。
- 分析了电感式传感器在实际工程中的应用优势和局限性。
5. 电感式传感器安装与调试- 讲解了电感式传感器的安装方法，包括接线、定位、固定等。
- 介绍了电感式传感器的调试方法，包括参数设置、校准、调整等。
6. 电感式传感器故障排除- 分析了电感式传感器常见的故障现象和原因。
- 介绍了故障排除的方法和技巧。
#### 四、实训过程1. 理论学习- 通过查阅资料和教师讲解，了解了电感式传感器的基本原理、结构、性能和应用。
- 分析了电感式传感器的优缺点，以及在各个领域的应用情况。
2. 实验操作- 按照实验指导书的要求，进行了电感式传感器的性能测试实验。
- 通过实际操作，掌握了电感式传感器的安装、调试和故障排除方法。
普通物理II实验-实验八 电感位移传感器特性研究
实验八电感位移传感器特性研究【实验目的】1.了解电感位移传感器工作原理；2.测量自感式传感器特性；3.测量差动变压器式传感器特性。
【实验原理】1．自感式位移传感器当磁棒插入线圈中并发生位移时，回路自感的大小与这回路所围面积的磁链数有关，由于磁棒在外部的磁感线是发散的、密度较稀，在内部的磁感线密度很大，所以自感L随磁棒位移x而发生变化。
而自感式传感器是把被待测位移变化转换成自感L变化的一种传感器。
自感式传感器的自变量为L，电感测量常见方法有以下两种。
（1）RL分压法测电感图9.1（a）所示的RL分压法测量电感接线图，因为电感的电流落后电压90°，而串联电路流过的电流是相同的，所以电感的电流与电阻的电压同相位。
我们把电阻电压VR放在X轴上，则电感电压VL在Y轴正向。
因为串联电路流过的电流相同，所以我们可以把电流因子约去。
由图9.1（b）可知V R V i =√VR2+VL2=√1+(ωL/R)（1）L=Rω√(Vi/VR)2−1（2）所以，只要已知R、ω、Vi ，测量VR即可求出L。
（2）LC谐振电流法测量电感如图9.2所示，我们再在RL回路中串入一个电容C。
串联电路流过各元件的电流相同，但电容上的电压落后电流90°。
我们仍把电阻上的电压作为参考量放在x轴，那么，电容电压将位于y轴的负方向。
这样电容上的电压和电感上的电压都位于y轴且方向相反。
一种特殊情况下，无论电感和电容的值是多少，总能找到一个频率使得VC=VL，由图9.2（b）看出，在y方向上的合成量为零。
这种情况称之为谐振，此时回路电流为谐振电流，用取样电阻R就得到了取样电压，此时取样信号与信号源信号同相位且为最大值，利用这个特点，我们可以测量精确电感。
由VC=VL，约去电流因子我们有XC=XL，即ωL=1（3）ωC（4）L=1ω2C可以看出，只要信号源频率、电容C已知，L就可以计算。
这种测量方式避免了测量仪表直接加在被测元件上，对于小容量电容测量很有好处，由于是比较相位，所以特别灵敏。
电感式传感器测位移原理
电感式传感器测位移原理
电感式传感器是一种常用于测量位移的传感器，它利用电感的变化来感知目标
物体的位移。
电感式传感器的工作原理基于电感的特性，即当磁场的强度发生变化时，电感的值也会发生变化。
电感式传感器通常由线圈和磁芯组成。
当目标物体移动时，会改变线圈周围的
磁场强度，导致线圈中感应电流的变化。
通过测量感应电流的变化，就可以确定目标物体的位移。
电感式传感器测量位移的原理可以简单描述为：当目标物体移动时，线圈周围
的磁场强度发生变化，导致感应电流的变化，通过测量感应电流的变化即可确定目标物体的位移。
电感式传感器的优点包括测量精度高、响应速度快、寿命长、不受环境干扰等。
它们被广泛应用于工业自动化、汽车电子、航空航天等领域。
总的来说，电感式传感器测位移的原理是利用电感的变化来感知目标物体的位移，通过测量感应电流的变化来确定位移的大小。
它具有测量精度高、响应速度快等优点，适用于各种工业领域的位移测量应用。
电感式传感器实验报告
电感式传感器实验报告电感式传感器实验报告引言：电感式传感器是一种常见的传感器类型，它通过测量电感的变化来检测目标物体的位置、形状或其他相关参数。
本实验旨在通过设计和搭建一个简单的电感式传感器实验装置，探索其工作原理和应用。
实验装置：本实验所使用的电感式传感器实验装置由以下几个主要部分组成：一个电源供应器、一个信号发生器、一个示波器和一个电感线圈。
其中，电源供应器提供所需的电压，信号发生器产生变化的电信号，示波器用于观察电感的变化，电感线圈则是被测物体。
实验步骤：1. 连接电源供应器和信号发生器，确保电压和频率设置正确。
2. 将电感线圈放置在被测物体附近，调整信号发生器的频率，观察示波器上的波形变化。
3. 改变被测物体的位置、形状或其他相关参数，观察示波器上的波形变化。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们可以得出以下结论：1. 当被测物体靠近电感线圈时，示波器上的波形振幅增大；当被测物体远离电感线圈时，示波器上的波形振幅减小。
2. 当被测物体形状改变时，示波器上的波形频率或振幅也会发生相应的变化。
3. 不同频率的电信号对电感式传感器的响应也不同，需要根据具体应用场景进行选择和调整。
实验讨论：电感式传感器的工作原理是基于电感的变化来实现目标物体的检测。
当被测物体靠近电感线圈时，它会引起电感的变化，从而影响电路中的电流和电压。
这种变化可以通过示波器来观察和记录，进而实现对被测物体的检测和分析。
电感式传感器在实际应用中有着广泛的用途。
例如，在工业自动化领域，它可以用于检测物体的位置、形状和尺寸，从而实现自动化控制和生产过程的优化。
在医疗领域，它可以用于监测人体的生理参数，如心率和呼吸频率，从而实现健康管理和疾病诊断。
此外，电感式传感器还可以应用于环境监测、交通控制和安防系统等领域。
然而，电感式传感器也存在一些局限性和挑战。
例如，受到电磁干扰的影响，电感式传感器的测量结果可能会出现误差。
此外，电感式传感器在不同环境条件下的响应也可能存在差异，需要进行校准和调整。
传感器系列实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解传感器的基本原理和分类。
2. 掌握常见传感器的工作原理和特性。
3. 学会传感器信号的采集和处理方法。
4. 提高实验操作能力和数据分析能力。
二、实验设备与器材1. 传感器实验平台2. 数据采集卡3. 信号发生器4. 示波器5. 计算机及相应软件6. 传感器：热敏电阻、霍尔传感器、光电传感器、电容式传感器、差动变压器等三、实验内容及步骤1. 热敏电阻实验（1）目的：了解热敏电阻的工作原理和特性。
（2）步骤：1. 将热敏电阻连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集热敏电阻的输出信号。
3. 使用示波器观察热敏电阻输出信号的波形和幅度。
4. 分析热敏电阻输出信号与温度的关系。
2. 霍尔传感器实验（1）目的：了解霍尔传感器的工作原理和特性。
1. 将霍尔传感器连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集霍尔传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察霍尔传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析霍尔传感器输出信号与磁场强度的关系。
3. 光电传感器实验（1）目的：了解光电传感器的工作原理和特性。
（2）步骤：1. 将光电传感器连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集光电传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察光电传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析光电传感器输出信号与光照强度的关系。
4. 电容式传感器实验（1）目的：了解电容式传感器的工作原理和特性。
（2）步骤：1. 将电容式传感器连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
2. 通过数据采集卡采集电容式传感器的输出信号。
3. 使用示波器观察电容式传感器输出信号的波形和幅度。
4. 分析电容式传感器输出信号与电容变化的关系。
5. 差动变压器实验（1）目的：了解差动变压器的工作原理和特性。
1. 将差动变压器连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。
五、电感式传感器仿真
39.00
39.08
39.18
39.30
39.40
39.48
39.60
这个实验中，电路应由电桥电路、信号放大电路、整流电路、滤波电路和直流放大电路组成。电路仿真的原理图如下图所示。
实验的激励信号采用15V，20kHz的交流信号。放大电路采用高输入阻抗、高精度的OP177EZ集成运放、差动输入方式，放大倍数为20。由仿真得到电桥的输出、和差动放大后的输出，记录在下面的表格中。
电感量μH
39.00
39.08
39.18
39.30
39.40
39.48
39.60
电桥输出 mV
0
10.132
22.769
37.893
50.462
60.496
75.51
差动输出 V
0
0.179
0.397
0.647
0.839
0.975
1.132
以下是仿真截图。
下图为电桥输出与放大输出后的波形对比，通过对比发现相对于电桥输出，波形存在相移和失真，放大的效果并不理想。
这个实验里采用了桥式整流和电容滤波来实现变交流为直流。其输出的波形如图所示。
下表为整流滤波后的输出电压和直流放大后的输出。
铁粉质量 mg
0
20
40
60
80
100
120
电感量μH
39.00
39.08
39.18
39.30
39.40
39.48
.60
整流滤波 mV
0.009
32.536
129.608
268.807
实验
磨损是导致各类设备工作异常和失效最常见的故障形式之一。悬浮于润滑系统油液中的磨损微粒是反映设备内部磨损状况(程度、部位和类型)的重要信息载体。这个实验里对一种磨粒监测电感式传感器进行了仿真。已知这种传感器的电感线圈内部铁粉的质量和电感量的变化有如下关系。
第五讲电感式传感器
Rm为均匀铁芯闭合磁路的磁阻
RM l A
l为磁路长度，μ 为磁导率，A为铁芯面积
磁通量Φ 与线圈参数有如下关系：
RM WI
衔铁
W为线圈的匝数，I为线圈的电流强度，WI称为磁通势
δ Δδ
对于不均匀磁路，如存在铁芯、街铁和气隙的磁路中，总
磁阻可分段叠加计算 RM li iAi
改变磁路长度、通磁面积A均可改变磁阻大小，从而改变磁
电感式传感器 电感式接近传感器（金属）
湖北工业大学机械学院
传感器的灵敏度(单位：mV/（m V）)
湖北工业大学机械学院
自感传感器的灵敏度是指传感器结构(测头)和转换电路综合
在一起的总灵敏度。
传感器结构灵敏度kt定义为自感值相对变化与引起这一变化
的衔铁位移之比，即 kt (ΔL /L)/Δx
4
（c） 螺管型 4-导杆
线圈的电感为
LW 2
Rm
式中，W为线圈匝数；Rm为磁路总磁阻。
湖北工业大学机械学院
对于变间隙式电感传感器，若忽略磁路铁损，则总磁阻为
Rm1l1A1 2l2A2
2
0A
式中，l1为铁心磁路长；l2为衔铁磁路长；A1,A2,A为截面积；µ1为铁心磁
导率；µ2为衔铁磁导率；µ0为空气磁导率；δ 为空气隙厚度。
应现象称为互感现象。
21 M21I1
12 M12I2
理论和实验证明：
M12M12M
M:互感系数
r
c1 r
r
1
I1
c2 r
B1
I2
B2
2
分类:
电感式传感器
自感型
互感型
湖北工业大学机械学院
电感式传感器教学设计
电感式传感器教学设计电感式传感器是一种广泛应用于工业领域的传感器，常用于测量金属体的位置、速度和方向等参数。
其工作原理是利用电磁感应产生的电压来进行测量。
本文将就电感式传感器的教学设计进行详细介绍。
一、教学目标1. 理解电感式传感器的工作原理和基本结构；2. 掌握如何使用电感式传感器进行位置测量；3. 熟悉电感式传感器的应用领域和特点。
二、教学内容1. 电感式传感器的基本原理和结构；2. 电感式传感器的类型和特点；3. 电感式传感器在工业领域的应用；4. 电感式传感器的使用方法和注意事项。
三、教学步骤1. 导入环节（5分钟）通过组织学生观看关于电感式传感器的介绍视频，激发学生的学习兴趣，并结合现实生活中的例子，引导学生思考电感式传感器的应用场景和作用。
2. 理论讲解（15分钟）2.1 介绍电感式传感器的基本原理，包括电磁感应和电压产生；2.2 介绍电感式传感器的基本结构，包括线圈和金属体；2.3 介绍电感式传感器的类型和特点，如线性电感传感器和旋转电感传感器等；2.4 介绍电感式传感器的应用领域，如自动化生产线、机器人等。
3. 实验演示（30分钟）准备一套电感式传感器的实验装置，包括线圈、金属体和电压测量仪器。
将线圈与电源连接，并将金属体放置在线圈附近。
通过改变金属体的位置，观察电压测量仪器的指示，并记录测量结果。
通过实验演示，让学生亲自操作电感式传感器，加深对其工作原理的理解，同时培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
4. 小组讨论（20分钟）将学生分为小组，给每个小组分配不同的应用场景，如自动门、流水线等。
要求学生思考如何应用电感式传感器来解决实际问题，并在小组内进行讨论。
然后，每个小组派代表进行汇报。
5. 总结归纳（10分钟）对本节课的内容进行总结归纳，强调电感式传感器的应用价值和前景，并鼓励学生继续探索电感式传感器的其他应用领域。
四、教学方法1. 视频观看法：通过观看视频，激发学生的学习兴趣，引发对电感式传感器的思考和探索。
电感式电导率传感器的测量原理与测试方法
电感式电导率传感器的测量原理与测试方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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第5章电感传感器。
第三节 电感式传感器的应用
一、位移测量
轴向式 电感测微 器的外形
航空插头
红宝石测头
其他电感测微头
模拟式及数字式 电感测微仪
轴向式电感测微器的内部结构
1—引线电缆 2—固定磁筒
3—衔铁
4—线圈
5—测力弹簧 6—防转销
7—钢球导轨（直线轴承）
8—测杆
9—密封套
10—测端 11—被测工件
12—探基头准面
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2、差动自感传感器
衔铁下移：
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5.2.1 差动变压器
变隙式差动变压器 螺线管式差动变压器 差动变压器应用
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变隙式差动变压器
当一次侧线圈接入激励电压后，二次侧线圈将产生感应电压输出 互感变化时，输出电压将作相应变化
两个初级绕组的同名端顺向串联， 而两个次级绕组的同名端则反向串联。
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1. 工作原理
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互感式电感传感器——差动变压器性能测试一、实验目的1、了解差动
互感式电感传感器——差动变压器性能测试一、实验目的：1、了解差动变压器原理及工作情况；2、说明如何用适当的网络线路对残余电压进行补偿；3、了解差动变压器测量系统的组成和标定方法；4、了解差动变压器的实际应用。
二、实验内容：1、差动变压器的性能实验；2、差动变压器零残余电压的补偿实验；3、差动变压器的标定实验；4、差动变压器的应用实验（振幅测量、电子称）（一）差动变压器的性能实验实验单元及附件：音频振荡器测微头示波器主、副电源差动变压器振动平台。
旋钮的初始位置：音频振荡器4KHz~8KHz之间，双踪示波器第一通道灵敏度500mv/div，第二通道灵敏度10mv/div，触发选择打到第一通道，主、副电源关闭,示波器第二通道为悬浮工作状态。
实验原理：差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。
初级线圈做为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器的副边，差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。
其原理及输出特性见图4-1。
实验步骤：（1）根据图4-2接线，将差动变压器、音频振荡器（必须LV输出）、双踪示波器连接起来，组成一个测量线路。
开启主、副电源，将示波器探头分别接至差动变压器的输入和输出端，调节差动变压器源边线圈音频振荡器激励信号峰峰值为2V。
（2）用手提压差动变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变两个次级线圈的串接端。
图4-1 图4-2（3）转动测微头使测微头与振动平台吸合，再向上转动测微头5mm，使振动平台往上位移。
（4）向下旋钮测微头，使振动平台产生位移。
每位移0.2mm，用示波器读出差动变压器输出端峰峰值填入下表，根据所得数据计算灵敏度S。
S=△V/△X（式中△V为电压变化，△X为相应振动平台的位移变化），作出V-X关系曲线。
读数过程中应注意初、次级波形的相应关系。
思考题：（1）根据实验结果，指出线性范围。
电感式传感器测试实验
福建江夏学院《传感器技术》实验报告姓名 班级 学号 实验日期 课程名称 传感器技术 指导教师 成绩实验名称：电感式传感器测试实验一、实验目地：1． 了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。
2． 利用差动螺管式电感传感器进行位移测量。
3． 了解不同的激励频率对差动螺管式电感传感器的影响。
实验一. 差动变压器的基本结构及原理二、实验原理：差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。
初级线圈做为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。
差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。
其原理及输出特性见图（9）三、实验环境差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。
示波器四、实验步骤：1．按图接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV端功率输出，双线示波器第一通道灵敏度500mv/格，第二通道10mv／格。
2．音频振荡器输出频率5KHZ，输出值V P－P2V。
3．用手提压变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变两个次级线圈的串接端。
4．旋动测微头，带动差动变压器衔铁在线圈中移动，从示波器中读出次级输出电压V P－5. 根据表格所列结果，画出Vop-p－X曲线，指出线性工作范围。
（可附在后面）实验二. 差动螺管式电感传感器位移测量二、实验原理：利用差动变压器的两个次级线圈和衔铁组成。
衔铁和线圈的相对位置变化引起螺管线圈电感值的变化。
次级二个线圈必须呈差动状态连接，当衔铁移动时将使一个线圈电感增加，而另一线圈的电感减小。
三、实验环境差动变压器、音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表、示波器、测微头。
四、实验步骤：1．差动变压器二个次级线圈组成差动状态，按图接线，音频振荡器LV端做为恒流源供电，差动放大器增益适度。
差动变压器的两个线圈和电桥上的两个固定电阻R组成电桥的四臂，电桥的作用是将电感变化转换成电桥电压输出。
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电感式传感器实验
实验项目编码：
实验项目时数：2
实验项目类型：综合性（）设计性（）验证性（√）
一、实验目的
了解模拟量电感传感器的响应特性；熟悉评估测量的重复性、直线度和磁滞误差；掌握确定模拟量电感传感器的灵敏度。
二、实验内容及基本原理
（一）实验内容
使用螺旋测微器带动电感式传感器衔铁横向位移，产生电感变化，利用测量电路，将电感变化转换成电压输出，从而将位移与电压输出建立联系。
（二）实验原理
差动变压器的工作原理电磁互感原理。
差动变压器的结构如图1所示，由一个一次绕组1 和二个二次绕组2、3 及一个衔铁4 组成。
差动变压器一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随被测位移改变而变化。
由于把二个二次绕组反向串接(＊同名端相接)，以差动电势输出，所以把这种传感器称为差动变压器式电感传感器，通常简称差动变压器。
当差动变压器工作在理想情况下(忽略涡流损耗、磁滞损耗和分布电容等影响)，它的等效电路如图2所示。
图中U1为一次绕组激励电压；M1、M2分别为一次绕组与两个二次绕组间的互感：L1、R1 分别为一次绕组的电感和有效电阻；L21、L22分别为两个二次绕组的电感；R21、R22分别为两个二次绕组的有效电阻。
对于差动变压器，当衔铁处于中间位置时，两个二次绕组互感相同，因而由一次侧激励引起的感应电动势相同。
由于两个二次绕组反向串接，所以差动输出电动势为零。
当衔铁移向二次绕组L21，这时互感M1大，M2小，
图1 差动变压器的结构示意图图2 差动变压器的等效电路图
因而二次绕组L21内感应电动势大于二次绕组L22内感应电动势，这时差动输出电动势不为零。
在传感器的量程内，衔铁位移越大，差动输出电动势就越大。
同样道理，当衔铁向二次绕组L22一边移动差动输出电动势仍不为零，但由于移动方向改变，所以输出电动势反相。
因此通过差动变压器输出电动势的大小和相位可以知道衔铁位移量的大小和方向。
差动变压器的输出特性曲线如图3所示.图中E21、E22分别为两个二次绕组的输出感应电动势，E2为差动输出电动势，x 表示衔铁偏离中心位置的距离。
其中E2的实线表示理想的输出特性，而虚线部分表示实际的输出特性。
E0为零点残余电动势，这是由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等因素所造成的。
零点残余电动势的存在，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，给测量带来误差，此值的大小是衡量差动变压器性能好坏的重要指标。
为了减小零点残余电动势可采取以下方法：
图3 差动变压器输出特性
1．尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数及磁路的对称。
磁性材料要经过处理，消除内部的残余应力，使其性能均匀稳定。
2．选用合适的测量电路，如采用相敏整流电路。
既可判别衔铁移动方向又可改善输出特性，减小零点残余电动势。
3、采用补偿线路减小零点残余电动势。
图4 是其中典型的几种减小零点残余电动势的补偿电路。
在差动变压器的线圈中串、并适当数值的电阻电容元件，当调整W1、W2 时，可使零点残余电动势减小。
(a) (b) (c)
图4 减小零点残余电动势电路
三、实验用仪器与设备
1．主机箱中的±15V 直流稳压电源
2．音频振荡器
3．差动变压器
4．差动变压器实验模板
5．测微头
6．实验台中虚拟示波器（微机中带界面软件)。
四、实验方法与步骤
1．差动变压器、测微头及实验模板按图5示意安装、接线。
实验模板中的L1 为差动变压器的初级线圈，L2、L3 为次级线圈，＊号为同名端；L1 的激励电压必须从主机箱中音频振荡器的Lv 端子引入。
检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节音频振荡器的频率为4kHz～5kHz、幅度为峰峰值Vp-p＝2V 作为差动变压器初级线圈的
激励电压。
a .模拟双踪示波器设置提示：触发源选择内触发CH1、水平扫描速度TIME/DIV 在
0.1mS～10μS 范围内选择、触发方式选择AUTO 。
垂直显示方式为双踪显示DUAL、垂直
输入耦合方式选择交流耦合AC、CH1灵敏度VOLTS/DIV 在0.5V～1V 范围内选择、CH2 灵
敏度VOLTS/DIV 在0.1V～50mV 范围内选择。
b.数字示波器设置提示：选用不同型号的数字示波器请参照其说明书进行设置，一般情
况下，选择示波器中的“AUTO”自动档位即可。
c.虚拟示波器设置提示：本实验室中配置了虚拟示波器，其具体操作按照实验教师的指
导进行。
+ A -
示波器
+ B -
图5 差动变压器性能实验安装、接线示意图
2．差动变压器的性能实验：使用测微头时，当来回调节微分筒使测杆产生位移的过程
中本身存在机械回程差，为消除这种机械回差可用如下a、b 两种方法实验，建议用b 方法
可以检测到差动变压器零点残余电压附近的死区范围。
a、调节测微头的微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒的0 刻度线对准轴套的10mm 刻
度线。
松开安装测微头的紧固螺钉，移动测微头的安装套使示波器第二通道显示的波形
Vp-p(峰峰值)为较小值(越小越好，变压器铁芯大约处在中间位置)时，拧紧紧固螺钉。
仔细
调节测微头的微分筒使示波器第二通道显示的波形Vp-p 为最小值(零点残余电压)并定为位
移的相对零点。
这时可假设其中一个方向为正位移，另一个方向位移为负，从Vp-p 最小开
始旋动测微头的微分筒，每隔△X=0.2mm(可取30 点值)从示波器上读出输出电压Vp-p 值，
填入表1中，再将测位头位移退回到Vp-p 最小处开始反方向(也取30 点值)做相同的位移实
验。
在实验过程中请注意：⑴从Vp-p 最小处决定位移方向后，测微头只能按所定方向调节
位移，中途不允许回调，否则，由于测微头存在机械回差而引起位移误差；所以，实验时每
点位移量需要仔细调节，绝对不能调节过量，如过量则只好剔除这一点粗大误差继续做下一
点实验或者回到零点重新做实验。
⑵当一个方向行程实验结束，做另一方向时，测微头回到
Vp-p 最小处时它的位移读数有变化(没有回到原来起始位置)是正常的，做实验时位移取相对
变化量△X 为定值，与测微头的起始点定在哪一根刻度线上没有关系，只要中途测微头微分
筒不回调就不会引起机械回程误差。
*b、调节测微头的微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒的0 刻度线对准轴套的10mm 刻度线。
松开安装测微头的紧固螺钉，移动测微头的安装套使示波器第二通道显示的波形Vp-p(峰峰值)为较小值(越小越好，变压器铁芯大约处在中间位置)时，拧紧紧固螺钉，再顺时针方向转动测微头的微分筒12 圈，记录此时的测微头读数和示波器CH2 通道显示的波形Vp-p(峰峰值)值为实验起点值。
以后，反方向(逆时针方向) 调节测微头的微分筒，每隔△X=0.2mm(可取60～70 点值)从示波器上读出输出电压Vp-p 值，填入表1中(这样单行程位移方向做实验可以消除测微头的机械回差)。
3．根据表1数据画出X－Vp-p 曲线并找出差动变压器的零点残余电压。
实验完毕，关闭电源。
ΔX(mm) ……
V P-P(mV) ……
1．实验前请务必认真阅读本实验指导书，做好相关知识点预习。
2．严格遵守实验注意事项。
3．本次实验中使用了测微头（螺旋测微仪），请认真阅读预习资料：测微头的组成与使用。
六、实验注意事项
1．认真预习实验指导书，理解实验原理后方可进行实验。
2．检查接线无误后，请实验教师查看线路，经确认后合上主机箱电源开关
3．请勿将主机箱的电源、信号源输出端与地（⊥)短接，因短接时间长易造成电路故障。
4．在更换接线时，应断开电源，只有在确保接线无误后方可接通电源。
5．实验接线时，要握住手柄插拔实验线，不能拉扯实验线。
6．实验完毕后关闭实验台电源开关。
七、思考题
1．试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？
2．用直流电压激励会损坏传感器。
为什么？
3．如何理解差动变压器的零点残余电压？用什么方法可以减小零点残余电压？。