第三章电感式传感器.ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
上述三种传感器的线圈中均通有交流励磁电流,因而衔铁始终承受电磁 吸力,会引起附加误差,且非线性误差较大。另外,外界的干扰(如电 源电压、频率、温度的变化)也会使输出产生误差,所以在实际工作中 常采用差动形式,这样既可以提高传感器的灵敏度,又可以减小测量误 差。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
第1章 检测技术基础知识
1. 变压器电桥电路 变压器电桥电路如图 3- 7所示, 电桥的工作桥臂为Z1与Z2, 它们是传感器线圈阻抗, 另外两桥臂为交流变压器次级线圈 的 1/2 阻抗,输出电压取自B点,即变压器次级线圈的中心 抽头。
U 当传感器的衔铁处于中间位置, 即Z1= Z2=Z时有
桥平衡。
差动电感传感器的特点
在变隙式差动电感传感器中,当 衔铁随被测量移动而偏离中间位 置时,两个线圈的电感量一个增 加,一个减小,形成差动形式。
曲线1、2为L1、L2 的特性,3
为差动特性
1-差动线圈; 2-铁心; 3-衔铁; 4-测杆; 5-工件
请分析:灵敏度、 线性度有何变化
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
技能目标: (1)能够根据检测要求选择合适的电感式传感器。 (2)能够根据被测信号的特点设计出简单合理的传感器检 测电路。 (3)能够正确维护常用电子检测设备。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
情感目标: (1)具有工作与学习良好的交流与团队合作能力。 (2)培养良好的合作精神、创新精神和竞争意识。 (3)能适应具体工作的需要,在实际的工作中发挥其创造性 。
差动式电感传感器的特性
从结构图可以看出,差动式电感传感器对外界影响,如温 度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消,衔铁承 受的电磁吸力也较小,从而减小了测量误差。 从曲线图可以看出,差动式电感传感器的线性较好,且输 出曲线较陡,灵敏度约为非差动式电感传感器的两倍。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
电感式传感器具有结构简单, 工作可靠, 测量精 度高, 零点稳定, 输出功率较大等一系列优点, 在工 业生产和科学研究领域得到了广泛的应用。
电感式传感器种类很多, 本章主要介绍自感式、 差动变压器式、电涡流式传感器这三大类传感器。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
3.1 自感式传感器
先看一个实验: 将一只380 V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36 V交流电压源上,如图4-1所 示。这时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。
第1章 检测技术基础知识
第3章 电感式传感器
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
2021/2/12
1 3.1 自感式传感器 2 3.2 差动变压器式传感器 3 3.3 电涡流式传感器 4 3.4 电感式传感器的应用
第1章 检测技术基础知识
教学目标
知识目标: (1)了解自感式传感器工作原理、转换电路与使用方法。 (2)掌握差动变压器式传感器的工作原理、转换电路。 (3)掌握电涡流式传感器的工作原理和实际应用方法。
=0 0, 电
2021/2/12
图3-7变压器式交流电桥
第1章 检测技术基础知识
2. 交流电桥电路 图3 - 8所示为交流电桥电路,及其输出特性曲线,由于交流 电桥电路的结构不完全对称,初态时电桥不完全平衡,因而 产生静态偏压,称为零点残余电压。
Z1
U
Z
=
3
R
Z2
Z4=R
2021/2/12
U o
图3-8交流电桥电路
第1章 检测技术基础知识
自感式电感传感器常见的形式
变隙式
2021/2/12
变截面式
螺线管式
1.变隙式自感传感第器1章 检测技术基础知识
L-δ特性曲线
变隙式自感传感器的测量范围与灵敏度及线性度是相矛盾 的,因此变隙式自感式传感器适用于测量微小位移场合。
为了减小非线形误差,实际中广泛采用差动变隙式电感传 感器。
第1章 检测技术基础知识
3.2 差动变压器式传感器
I U U U (31)
Z X L 2 fL
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
电感量计算公式 :
L N20 A 2
N:线圈匝数;A :气隙的有效截面积; 0 :真空 磁导率; :气隙厚度。
请分析电感量L与气隙厚度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。
2021/2/12
3.1.2自感式传感器的测量转换电路
为了测出电感的变化,同时也为了将电 感送入下级电路进行放大和处理,自感式传 感器要用测量转换电路把电感转换为电流或 电压的变化量。
自感式传感器的测量转换电路一般采用 调幅电路,调幅电路主要包括变压器电桥电 路和交流电桥电路。而调频电路和调相电路 用得较少。
2021/2/12
2021/2/12
2.变截面式自感传感第1器章 检测技术基础知识
L N20 A 2
图3-4 变截面式自感传感器的输出特性 1—实际输出特性; 2—理想输出特性
由式3-2可知理论上电感量L与气隙截面积A成正比
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
3.螺线管式自感传感器
1)电感量L与衔铁插入深度l1成 正比(在螺线管中部时) 2)适应于测量较大位移 3)灵敏度较低
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
F
ຫໍສະໝຸດ Baidu
准备工作
220V
电感传感器的基本工作原理演示
2021/2/12
电感传感器第1的章基检测本技工术作基础原知理识演示
F
气隙变小,电感变大,电流变小
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
电感传感器的基本工作原理
当铁心的气隙较大时,磁路的磁阻Rm也较大,线圈 的电感量L和感抗XL 较小,所以电流I 较大。当铁心 闭合时,磁阻变小、电感变大,电流减小。
教学重难点
教学重点: 电感式传感器的工作原理和应用。 教学难点: 电感式传感器的测量电路。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
电感式传感器
电感式传感器建立在电磁感应的基础上,把输 入物理量(如位移、振幅、压力、流量、 比重等参 数)转换为线圈的电感和互感的变化, 再由测量电路 转换为电压或电流的变化。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
第1章 检测技术基础知识
1. 变压器电桥电路 变压器电桥电路如图 3- 7所示, 电桥的工作桥臂为Z1与Z2, 它们是传感器线圈阻抗, 另外两桥臂为交流变压器次级线圈 的 1/2 阻抗,输出电压取自B点,即变压器次级线圈的中心 抽头。
U 当传感器的衔铁处于中间位置, 即Z1= Z2=Z时有
桥平衡。
差动电感传感器的特点
在变隙式差动电感传感器中,当 衔铁随被测量移动而偏离中间位 置时,两个线圈的电感量一个增 加,一个减小,形成差动形式。
曲线1、2为L1、L2 的特性,3
为差动特性
1-差动线圈; 2-铁心; 3-衔铁; 4-测杆; 5-工件
请分析:灵敏度、 线性度有何变化
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
技能目标: (1)能够根据检测要求选择合适的电感式传感器。 (2)能够根据被测信号的特点设计出简单合理的传感器检 测电路。 (3)能够正确维护常用电子检测设备。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
情感目标: (1)具有工作与学习良好的交流与团队合作能力。 (2)培养良好的合作精神、创新精神和竞争意识。 (3)能适应具体工作的需要,在实际的工作中发挥其创造性 。
差动式电感传感器的特性
从结构图可以看出,差动式电感传感器对外界影响,如温 度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消,衔铁承 受的电磁吸力也较小,从而减小了测量误差。 从曲线图可以看出,差动式电感传感器的线性较好,且输 出曲线较陡,灵敏度约为非差动式电感传感器的两倍。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
电感式传感器具有结构简单, 工作可靠, 测量精 度高, 零点稳定, 输出功率较大等一系列优点, 在工 业生产和科学研究领域得到了广泛的应用。
电感式传感器种类很多, 本章主要介绍自感式、 差动变压器式、电涡流式传感器这三大类传感器。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
3.1 自感式传感器
先看一个实验: 将一只380 V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36 V交流电压源上,如图4-1所 示。这时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。
第1章 检测技术基础知识
第3章 电感式传感器
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
2021/2/12
1 3.1 自感式传感器 2 3.2 差动变压器式传感器 3 3.3 电涡流式传感器 4 3.4 电感式传感器的应用
第1章 检测技术基础知识
教学目标
知识目标: (1)了解自感式传感器工作原理、转换电路与使用方法。 (2)掌握差动变压器式传感器的工作原理、转换电路。 (3)掌握电涡流式传感器的工作原理和实际应用方法。
=0 0, 电
2021/2/12
图3-7变压器式交流电桥
第1章 检测技术基础知识
2. 交流电桥电路 图3 - 8所示为交流电桥电路,及其输出特性曲线,由于交流 电桥电路的结构不完全对称,初态时电桥不完全平衡,因而 产生静态偏压,称为零点残余电压。
Z1
U
Z
=
3
R
Z2
Z4=R
2021/2/12
U o
图3-8交流电桥电路
第1章 检测技术基础知识
自感式电感传感器常见的形式
变隙式
2021/2/12
变截面式
螺线管式
1.变隙式自感传感第器1章 检测技术基础知识
L-δ特性曲线
变隙式自感传感器的测量范围与灵敏度及线性度是相矛盾 的,因此变隙式自感式传感器适用于测量微小位移场合。
为了减小非线形误差,实际中广泛采用差动变隙式电感传 感器。
第1章 检测技术基础知识
3.2 差动变压器式传感器
I U U U (31)
Z X L 2 fL
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
电感量计算公式 :
L N20 A 2
N:线圈匝数;A :气隙的有效截面积; 0 :真空 磁导率; :气隙厚度。
请分析电感量L与气隙厚度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。
2021/2/12
3.1.2自感式传感器的测量转换电路
为了测出电感的变化,同时也为了将电 感送入下级电路进行放大和处理,自感式传 感器要用测量转换电路把电感转换为电流或 电压的变化量。
自感式传感器的测量转换电路一般采用 调幅电路,调幅电路主要包括变压器电桥电 路和交流电桥电路。而调频电路和调相电路 用得较少。
2021/2/12
2021/2/12
2.变截面式自感传感第1器章 检测技术基础知识
L N20 A 2
图3-4 变截面式自感传感器的输出特性 1—实际输出特性; 2—理想输出特性
由式3-2可知理论上电感量L与气隙截面积A成正比
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
3.螺线管式自感传感器
1)电感量L与衔铁插入深度l1成 正比(在螺线管中部时) 2)适应于测量较大位移 3)灵敏度较低
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
F
ຫໍສະໝຸດ Baidu
准备工作
220V
电感传感器的基本工作原理演示
2021/2/12
电感传感器第1的章基检测本技工术作基础原知理识演示
F
气隙变小,电感变大,电流变小
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
电感传感器的基本工作原理
当铁心的气隙较大时,磁路的磁阻Rm也较大,线圈 的电感量L和感抗XL 较小,所以电流I 较大。当铁心 闭合时,磁阻变小、电感变大,电流减小。
教学重难点
教学重点: 电感式传感器的工作原理和应用。 教学难点: 电感式传感器的测量电路。
2021/2/12
第1章 检测技术基础知识
电感式传感器
电感式传感器建立在电磁感应的基础上,把输 入物理量(如位移、振幅、压力、流量、 比重等参 数)转换为线圈的电感和互感的变化, 再由测量电路 转换为电压或电流的变化。