23电感传感器PPT课件
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《电感传感器》PPT课件
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3.1.1 气隙型自感传感器
1. 工作原理 2. 由线圈、铁芯、衔铁三部分组成
（a）变气隙长度
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（b）变气隙截面积
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根据磁路知识，线圈的自感为：L N 2
Rm
N——线圈的匝数 Rm－磁路的总磁
在气隙较小的情况下（一般l在0.1~1mm），可以认为 气隙磁场均匀分布，同时忽略磁路铁损，则有：
其原理类似于变压器。不同的是：后者为闭合磁路，前者 为开磁路；后者初、次级间的互感为常数，前者初、次级间的互 感随衔铁移动而变，且两个次级绕组按差动方式工作，因此又称 为差动变压器。它与自感式传感器统称为电感式传感器。
变隙式 变面积式 螺线管式
一般采用螺线管式，因为气隙式结构复杂，行程小。
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2. 带相敏检波电路
Z1、Z2为差动线圈等效阻抗 R为平衡电阻，与Z1、Z2 组成电桥 Dl～D4组成相敏整流电路 Uo为测量电路的输出电压 零值居中的直流电压表指示输出电压的大小和极性
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（1）初态时： 由于动铁居中，即Z1＝Z2＝Z，由于桥路结构对称，此时UB＝ UC，即Uo=UB-UC=0。 （2）动铁上移时： Z1↑＝Z十∆Z，Z2↓＝Z—∆Z，即Z1＞Z2→I1＜I2，此时 Uo＝UB—UC＝UBD+UDC=I1R-I2R=R(I1-I2)<0 在电源Ui的正半周和负半周，I1、I2的方向均变为相反，但Uo都 <0，指示表指针反偏，读数为负，表示动铁在上移。 （3）动铁下移时： Z1↓＝Z—∆Z ， Z2↑＝Z十∆Z ，即Z2＞Z1→I1 ＞ I2，此时 Uo＝UB—UC＝R(I1-I2) ＞ 0 指示表指针右偏，读数为正，表明动铁在下移。
《电感式传感器》课件
电感式传感器的应用领域
介绍电感式传感器在工业、农业、医疗等领域的广 泛应用。
电感式传感器的优缺点分析
分析电感式传感器的优点、缺点以及与其他类型传 感器的比较。
电感式传感器的应用案例
1
电感式传感器在工业领域的应用
案例
电感式传感器在农业领域的应用 案例
2
讲述一个实际案例，介绍电感式传感器 在工业生产中的应用。
介绍电感式传感器按照不同 的特征进行的分类。
电感式传感器的结构与工作原理
电感式传感器的结构
详细解释电感式传感器的内部结 构和组成。
电感式传感器的工作原理
阐述电感式传感器是如何通过测 量磁场来实现检测和转换的。
电感式传感器的特点
列举电感式传感器相对于其他传 感器的优势和特点。
电感式传感器的应用及优缺点
《电感式传感器》PPT课 件
为您带来《电感式传感器》的PPT课件，本课件将全面介绍电感式传感器的概 述、结构与工作原理、应用及优缺点、应用案例、未来发展趋势等内容。
概述
传感器的定义
介绍传感器的定义以及在技 术领域中的关键作用。
电感式传感器的作用
说明电感式传感器在各个行 业中的重要作用。
电感式传感器的分类
以一个具体的场景，说明电感式传感器 在农业领域中的应用价值。
电感式传感器的未来发展趋势
1 电感式传感器的现状和发展趋势
描述电感式传感器目前的研究状况以及未来的发展趋势。
2 展望电感式传感器的发展前景
展望电感式传感器在未来的应用领域和发展前景。
总结
电感式传感器的重要性
总结电感式传感器在各个领域中的重要作用。
发展趋势展望
回顾并展望电感式传感器的未来发展趋势。
《电感传感器》课件
电感传感器的发展趋势
1
小型化
电感传感器将越来越小型化，以满足电子设备无线化和智能化的需求。
2
多功能化
电感传感器将具备更多的功能，可实现多种物理量的测量和控制。
3
节能环保
电感传感器的功耗将继续降低，以实现节能和环保的目标。
3 医疗行业
电感传感器在医疗设备中 用于测量生物参数，如心 率、呼吸和体温等。
4 家用电器
电感传感器常用于电视、音响和电脑等家用 电器的控制和检测。
5 其他领域
电感传感器还被应用于航空航天、能源和环 境监测等领域。
电感传感器的优点与缺点
优点
高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强。
缺点
价格较高、需要专业设备进行安装Байду номын сангаас维护。
有温度传感器、压力传感器、 流量传感器等。
按照工作原理
有电感型、电容型、磁阻型等。
按照应用领域
有汽车行业、工业自动化、医 疗行业、家用电器等。
电感传感器的应用
1 汽车行业
电感传感器广泛应用于汽 车中的发动机控制、转向 系统和刹车系统等。
2 工业自动化
电感传感器可用于工业机 器人、生产线和仪表等的 检测和控制。
电感传感器的构造
外形
电感传感器通常采用紧凑的外形设计，方便安装和布线。
结构
电感传感器由线圈、磁环和芯片组成，线圈用于接收和发射电磁信号，磁环用于增强电磁感 应效果，芯片用于信号处理。
材料和制造工艺
电感传感器的线圈通常由铜线或铁氧体制成，磁环和芯片则使用高性能磁性材料制造。
电感传感器的分类
按照测量物理量
《电感传感器》PPT课件
本课件将介绍电感传感器的基本知识，包括其作用、原理、构造、分类及各 领域的应用。通过本课件，你将深入了解电感传感器的工作原理和特点。
电感传感器 PPT课件
k1
k2
0W 2r rc2
l2
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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
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3.1.5 测量电路 电感式传感器的测量电路有: 交流电桥式、 变压器式交流电桥 谐振式等。
1. 交流电桥式测量电路
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当铁芯移动（如右移）后，使右边电感值增加，左边电感值减小
L2
r 2 0W
l
2
1 r
1
rc r
2 lc
l
x
L1
r 2 0W 2 l
1 r
1
rc r
2 lc
l
x
Z1 Z Z1
Z2 Z Z2 Z R jwL0
Z1 jwL1 Z2 jwL2
Z jwL0
Z
1
Z
2
U o
Z ＝R
3
Z＝R
4
U 图5.4 交流电桥
U0
U
Z2 Z1 Z2
－ R
R
R
U
Z2 Z1
2Z1 Z2
U
L1 A1
W
L2
线圈 铁芯
A2
衔铁
图5.1 变磁阻式传感器结构
线圈中电感量可由下式确定：
L W
II
根据磁路欧姆定律：
IW
Rm
式中, Rm为磁路总磁阻。
《电感式传感器》课件
战
新材料与新技术的应用
新材料
研究新型的敏感材料，如纳米材料、生物材料等，以 提高传感器的性能和稳定性。
新技术
引入新型的信号处理和数据处理技术，如人工智能、 机器学习等，以提高传感器的测量精度和响应速度。
提高测量精度与稳定性
优化设计
通过改进传感器的结构和设计，提高其测量精度和稳 定性。
误差补偿
采用误差补偿技术，减小或消除传感器测量过程中的误 差，提高测量精度。
03 电感式传感器的设计与优化
线圈材料与线圈结构
线圈材料
线圈材料的选择对电感式传感器的性 能有着重要影响。常用的线圈材料包 括铜、镍和铁等，它们具有不同的电 导率、磁导率和机械性能。
线圈结构
线圈的结构包括绕线方式、匝数、线 径等参数，这些参数直接影响着电感 式传感器的灵敏度和线性度。
磁芯材料与磁路设计
VS
互感优化
互感是电感式传感器中的一种干扰因素， 它会影响传感器的测量精度。优化互感的 方法包括合理安排线圈和磁芯的位置、采 用屏蔽措施等。
04 电感式传感器的实际应用案例
测量长度与位移的案例
总结词
在工业自动化生产线上，电感式传感器常被 用于测量长度和位移，以确保产品质量和生 产效率。
详细描述
电感式传感器利用电磁感应原理，通过测量 金属物体在磁场中的位移变化来检测长度和 位移量。这种传感器具有高精度、非接触、 长寿命等优点，广泛应用于金属材料、塑料 、纸张等产品的长度和位移检测。
测量电路与输出信号处理
总结词
电感式传感器需要配合适当的测量电路和输出信号处理方式，以获得准确的测量结果。
详细描述
电感式传感器输出的信号通常比较微弱，需要配合适当的测量电路和输出信号处理方式，如放大器、 滤波器、模数转换器等，以获得准确的测量结果。此外，为了减小误差和提高测量精度，还需要对电 感式传感器的输出信号进行误差补偿和校准。
传感器技术——电感式传感器ppt课件优选全文
频
励频率应选得较
透
低。频率太高，
射
贯穿深度小于被
式
测厚度，不利于
进展厚度丈量，
通常选鼓励频率
为1kHz左右。
发射线圈L1和接纳线圈L2分置于被测金属板的上下方。由于低频磁场集肤 效应小，浸透深，当低频(音频范围)电压e1加到线圈L1的两端后，所产生 磁力线的一部分透过金属板，使线圈L2产生感应电动势e2。但由于涡流耗 费部分磁场能量，使感应电动势e2减少，当金属板越厚时，损耗的能量越 大，输出电动势e2越小。因此，e2的大小与金属板的厚度及资料的性质有 关。实验阐明e2随资料厚度h的添加按负指数规律减少，因此，假设金属板 资料的性质一定，那么利用e2的变化即可测厚度。
1 234
1 线圈 2 框架 3 衬套 4 支架 5 电缆 6 插头
6
5
型号
线性范围 线圈外径 分辨力
/m
/mm
/m
线性误差 （%）
使用温度 /C
CZF1-1000 1000
7
1
<3
-15+80
CZF1-3000 3000
15
3
<3
-15+80
CZF1-5000 5000
28
5
<3
-15+80
分析上表得出结论： 线圈外径与丈量范围及分辨力之间有何关系？
3 互感式传感器〔差动变压器式传感器〕
任务原理：电磁感应中的互感景象。
e12
M
di1 dt
互感M与两线圈的相对位置及周围介质的导磁才干等要 素有关，阐明两线圈之间的耦合程度。
〔一〕构造原理与等效电路
差动变压器分气隙型和螺管型两种。目前多采用螺管型差动变压器。
电感式传感器PPT课件
符号相反的变化。即一个电感量增大，另一个电感量减小。电
感的这种变化通过电桥电路转换成电压输出。由于输出电压与 被测压力之间成比例关系， 所以只要用检测仪表测量出输出电 压， 即可得知被测压力的大小。
16
互感式传感器
互感式传感器——把被测的非电量变化转换为线圈互
感变化的传感器。 互感式传感器本身是其互感系数可变的变压器，当一次
Φm
Wi Rm
式中，Wi为磁动势；Rm为磁阻。
自感：L W 2 Rm
因为气隙厚度较小，可以认为气隙磁场是均匀的，若忽
略磁路铁损，则总磁阻近似为：
2
Rm 0 A
A ：气隙的有效截面积； 0 ：真空磁导率； ：气隙厚度 4
电感量计算公式 ：
W：线圈匝数；A ：气隙的有效截面积； 0 ：真空磁导率； ：气隙厚度。
20
差动变压器的转换电路：
主要采用反串电路和电桥两种。 反串电路：反串电路是直接把两个二次线
圈反向串接。这种情况下空载输出电压等 于二次侧线圈感应电动势之差，即：
U 0 E21 E22
21
桥路:如图所示：其中R1，R2是桥臂电阻，Rw是供调零用的电位 器。设R1＝R2，则输出电压：
17
螺管式差动变压器工作原理
１-活动衔铁； ２-导磁外壳； ３-骨架； ４-匝数为W1初级绕组； ５-匝数为W2a的次级绕组； ６-匝数为W2b的次级绕组
18
工作原理
当没有位移时，衔铁C处于初始平衡位置，两线圈互感相等： M1=M2
两个次级绕组的互感电势相等，即e2a=e2b。 由于次级绕组反向串联，因此，差动变压器输出电压
的差动式电感传感器， 有ΔZ1+ΔZ2≈jω(ΔL1+ΔL2)， 则
电感式传感器特性及应用教学课件PPT
11
Rc u i0 R
C Reh
u iL L
uZ
L
UL
C
UZ
0
UR
A B
I0
IL
U z BC 2 (OA AB)2
(UL cos )2 (UR UL sin )2
arctan UL cos arctan ZL cos
UR UL sin
ZR ZL sin
07cgq03_2
12
ZR Rc
引起输出电压变化的大小．
③差动变压器中，反串接法的 灵敏度高于变压器电桥的灵敏度
>50mV/mm / V
07cgq03_2
10
§3-3 零点残余电压
一.零点残余电压的产生
1.原因
交流电桥实际上难于完全平衡
2.危害
灵敏度下降； 非线性误差增大； 各档放大倍数不均， 末级饱和。
3.电感线圈的等效电路
07cgq03_2
I0
07cgq03_2
13
当Rc1≠Rc2 或 1≠2, uZ1与uZ2大小相等，相位不同
e0 U z sin[(1 2 ) / 2]
4.减小零残电压的措施
UZ 2
UZ1e0
U
2
1 I0
①制造工艺：两线圈对称，提高Q值，
减小Rc。
②线路补偿：适当串并电阻。
5.差动变压器零残电压的补偿
07cgq03_2
电感相对变化。
2. 转换电路的灵敏度
kc
uo
L /
L
电感相对变化一个单位所引起的
空载输出电压。
07cgq03_2
8
3. 电感传感器的总灵敏度
kz
kt
-电感传感器ppt课件
二、电感式滚柱直径分选安装
图3-14 滚柱直径分选安装 1—气缸 2—活塞 3—推杆 4—被测滚柱 5—落料管 6—电感测微器 7—钨钢测头 8— 限位挡板 9—电磁翻板 10—容器〔料斗〕
二、电感式滚柱直径分选安装
测微仪
圆柱滚子
电感式滚柱直径分选安装〔外形〕
〔参考中原量仪股份资料〕
滑道
分选仓位 轴承滚子外形
差动变压器式传感器是把被测位移量 转换为一次线圈与二次线圈间的互感量M 的变化的安装。当一次线圈接入鼓励电源 之后，二次线圈就将产生感应电动势，当 两者间的互感量变化时，感应电动势也相 应变化。由于两个二次线圈采用差动接法， 故称为差动变压器。目前运用最广泛的构 外型式是螺线管式差动变压器。
差动变压器式传感器的等效电路
〔又称为初级线圈〕，有假设干个二次线圈〔又称次
级线圈〕。当一次线圈加上交流激磁电压Ui后，将在
二次线圈中产生感应电压UO。在全波整流电路中，两
个二次线圈串联，总电压等于两个二次线圈的电压之
和。
＋
请将单相变压
器二次线圈N21、
N22的有关端点按
全波整流电路的要
＋
求正确地衔接起来。
＋
差动变压器式传感器的任务原理
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 随被丈量挪动而偏离 中间位置时，两个线 圈的电感量一个添加， 一个减小，构成差动 方式。
1-差动线圈 2-铁心 3-衔铁 4-测杆 5-工件
差动电感传感器的特点
曲线1、2为L1、L2 的特性， 曲线3为差动特性
请分析：灵敏度、 线性度有何变化
差动式电感传感器的特性 从构造图可以看出，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 化等根本上可以相互抵消，衔铁接受的电磁 吸力也较小，从而减小了丈量误差。
传感器技术课件——电感式传感器PPT课件
L
lr2
可以看出，插入铁芯后，线圈电感的增量和相对增量均与铁芯的插入深度 X 成正比。如果螺管内磁场强度均匀分布的范围大，就可以获得较大的线 性位移传感器。
这种传感器结构简单、制造容易，但灵敏度低，适用于较大位移测量。 为了提高灵敏度和线性度，常采用差动螺管式电感传感器。
.
9
三种类型比较： 变间隙型：气隙型自感传感器灵敏度高，它的主要缺点是非线 性严重，为了限制线性误差，示值范围只能较小；它的自由行 程小，因为衔铁在运动方向上受铁心限制，制造装配困难。
【互感M】由于一个电路中电流变化，而在邻近另一个电路中引起感 生电动势的现象 。用互感系数来表示器件在互感现象方面的特性， 代号M。
电感式传感器
自感型 互感型
常为差动 变压器式
.
变磁阻式 涡流式
变间隙式 变面积式 螺线管式
2
1.自感式传感器---变磁阻式
传感器由线圈、铁心和衔铁组成。工作时衔铁与被测物体连接，被测物体 的位移引气隙磁阻的变化，导致了线圈电感量的变化。
较小气隙变化范围内工作。由于气隙变化甚小，即 远小于0时（一般要求小于10倍以上），S进一步 近似为：
S N 20 A0 2 02
x 此时S可近似为常数。因此，这种传感器一般只 适用于大约0.001－1mm范围的小位移测量。
对于变间隙式,改善非线性，提高灵敏度的方法如下:接成差动型
.
7
根据结构形式，自感传感器可分为：气隙型、螺线管
4.3 电感式传感器
把被测量转换为电感变化的一种传感器
被测信息
敏感元电件感元电转件感换元件
输出信息 信号调理电路
基于电磁感应原理，把被测量 （如位移、振动、压力、应变、 流量、比重等）转化为电感线 圈的自感系数或互感系数变化
电感式传感器及应用PPT课件
11
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1．变气隙式（闭磁路式）自感传感器
• 由电感式
L
N 2S
同样可
知0
，
变
截
面
式
传
感
器
具
有
良
好
的
线
性
度
、
自
由
行程大、示值范围宽，但灵2敏度较低， 常用来测量较大位移量。
• 为扩大示值范围和减小非线性误差，可采用差动结构。
12
第12页/共74页
2．螺线管式（开磁路式）自感式传感器
引言
根据法拉第电磁定律，当穿过闭合电路的磁通量 发生变化时，就会产生感应电动势，这种现象称为电 磁感应。利用这种现象可以构成各种各样的传感器。
电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实 现测量的一种装置.
1
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电感式传感器
原理
被测非电量 电磁 自感系数L 测量 U、I、f 感应 互感系数M 电路
高频反射式电涡流传感器
52
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（2）低频透射式
低频透射式电涡流传感器
53
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• 1．电桥电路测 量 电 路
• 2．调幅式（AM）电路 • 3．调频（FM）式电路（100kHz～1MHz）
它可以测量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。
32
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基本工作原理
螺线管式差动变压器结构示意图 1— 一次绕组 2—二次绕组 3—衔铁 4—测杆
螺线管式差动变压器原理图
33
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输出特性
零点残余电动势
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1．变气隙式（闭磁路式）自感传感器
• 由电感式
L
N 2S
同样可
知0
，
变
截
面
式
传
感
器
具
有
良
好
的
线
性
度
、
自
由
行程大、示值范围宽，但灵2敏度较低， 常用来测量较大位移量。
• 为扩大示值范围和减小非线性误差，可采用差动结构。
12
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2．螺线管式（开磁路式）自感式传感器
引言
根据法拉第电磁定律，当穿过闭合电路的磁通量 发生变化时，就会产生感应电动势，这种现象称为电 磁感应。利用这种现象可以构成各种各样的传感器。
电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实 现测量的一种装置.
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电感式传感器
原理
被测非电量 电磁 自感系数L 测量 U、I、f 感应 互感系数M 电路
高频反射式电涡流传感器
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（2）低频透射式
低频透射式电涡流传感器
53
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• 1．电桥电路测 量 电 路
• 2．调幅式（AM）电路 • 3．调频（FM）式电路（100kHz～1MHz）
它可以测量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。
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基本工作原理
螺线管式差动变压器结构示意图 1— 一次绕组 2—二次绕组 3—衔铁 4—测杆
螺线管式差动变压器原理图
33
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输出特性
零点残余电动势
电感式传感器设计PPT课件
详细描述
电感式传感器可以检测汽车周围的人或物，如行人、自行车等，为车辆提供预 警或自动制动等功能。此外，电感式传感器还可以用于检测车辆的门窗、后备 箱等是否关闭，提高车辆的防盗性能。
医疗设备与健康监测
总结词
在医疗设备与健康监测领域，电感式传感器主要用于监测人体的生理参数和运动 状态，为医疗诊断和治疗提供重要依据。
电感式传感器的工作原理
工作原理简介
1 2
3
感应线圈
电感式传感器通常由一个或多个感应线圈组成，当被测物体 接近或穿过感应线圈时，会引起线圈电感量的变化。
磁场变化
当被测物体接近感应线圈时，线圈周围的磁场发生变化，导 致线圈的电感量发生变化。
输出信号
电感式传感器的输出信号通常为电感量的变化，可以通过测 量电路转换为电压或电流信号，以供后续处理或控制使用。
差动式电感传感器是一种常见的电感式传感器，由两个绕组组成，一个为激磁绕组， 另一个为感应绕组。
当金属物体接近感应绕组时，会引起磁通量的变化，从而改变感应绕组的电感量。
差动式电感传感器具有较高的灵敏度和线性度，适用于测量物体的位置、位移和振 动等参数。
螺管式电感传感器
螺管式电感传感器是一种利用螺管线 圈和铁芯组成的电感元件作为敏感元 件的传感器。
详细描述
电感式传感器能够检测金属物体接近时的磁场变化，从而判 断物体的位置和运动状态。在工业自动化控制中，电感式传 感器可以与控制系统相结合，实现精确的位置控制和速度检 测，提高生产效率和产品质量。
汽车电子与安全系统
总结词
在汽车电子与安全系统中，电感式传感器主要用于检测车辆周围的人或物，保 障驾驶安全。
详细描述
电感式传感器可以监测人体的生理参数，如心率、血压等，为医生提供准确的诊 断依据。此外，电感式传感器还可以用于监测患者的运动状态和姿势，帮助医生 判断患者的康复情况。
电感式传感器可以检测汽车周围的人或物，如行人、自行车等，为车辆提供预 警或自动制动等功能。此外，电感式传感器还可以用于检测车辆的门窗、后备 箱等是否关闭，提高车辆的防盗性能。
医疗设备与健康监测
总结词
在医疗设备与健康监测领域，电感式传感器主要用于监测人体的生理参数和运动 状态，为医疗诊断和治疗提供重要依据。
电感式传感器的工作原理
工作原理简介
1 2
3
感应线圈
电感式传感器通常由一个或多个感应线圈组成，当被测物体 接近或穿过感应线圈时，会引起线圈电感量的变化。
磁场变化
当被测物体接近感应线圈时，线圈周围的磁场发生变化，导 致线圈的电感量发生变化。
输出信号
电感式传感器的输出信号通常为电感量的变化，可以通过测 量电路转换为电压或电流信号，以供后续处理或控制使用。
差动式电感传感器是一种常见的电感式传感器，由两个绕组组成，一个为激磁绕组， 另一个为感应绕组。
当金属物体接近感应绕组时，会引起磁通量的变化，从而改变感应绕组的电感量。
差动式电感传感器具有较高的灵敏度和线性度，适用于测量物体的位置、位移和振 动等参数。
螺管式电感传感器
螺管式电感传感器是一种利用螺管线 圈和铁芯组成的电感元件作为敏感元 件的传感器。
详细描述
电感式传感器能够检测金属物体接近时的磁场变化，从而判 断物体的位置和运动状态。在工业自动化控制中，电感式传 感器可以与控制系统相结合，实现精确的位置控制和速度检 测，提高生产效率和产品质量。
汽车电子与安全系统
总结词
在汽车电子与安全系统中，电感式传感器主要用于检测车辆周围的人或物，保 障驾驶安全。
详细描述
电感式传感器可以监测人体的生理参数，如心率、血压等，为医生提供准确的诊 断依据。此外，电感式传感器还可以用于监测患者的运动状态和姿势，帮助医生 判断患者的康复情况。
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05.12.2020
3
电感传感器的基本工作原理演示
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准备工作
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220V
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电感传感器的基本工作原理演示
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气隙变小，电感变大，电流变小
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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。
请分析：灵敏度、 线性度有何变化
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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
图3-14 滚柱直径分选装置 1—气缸 2—活塞 3—推杆 4—被测滚柱 5—落料管 6—电感测微器 7—钨钢测头 8— 限位挡板 05.12.2020 9—电磁翻板 10—容器（料斗） 28
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自感式电感传感器常见的形式
变隙式
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变截面式
螺线管式
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4、 差动电感传感器
单一的自感传感器的缺点：
1、工作时电感线圈一直有电流通过，衔铁始终受到 单向电磁力的作用（吸引力），不能反映被测量的 的变化方向。 2、易受到外界干扰。如：电源电压、频率变化，温 度影响线圈电阻都会使输出产生误差。
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差动变压器式传感器的等效电路
结构特点：
两个二次线圈
反向串联，组
成差动输出形
式。
请将二次
线圈N21、N22的 有关端点正确地
连接起来，并指
出哪两个为输出 端点。
标有黑点的一端称为同名端，通俗说法是指线圈的“头”
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灵敏度与线性度
差动变压器的灵敏度一般可达 0.5~5V/mm，行程越小，灵敏度越高。
2.3 电感式传感器
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电感式传感器工作原理
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为电感量的一种装置。
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2.3.1 自感式传感器
先看一个实验：
将一只380V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，如图所示。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。
L N20 A 2
变间隙型电 传感器
电感式传感器
自感型
变面积型电 传感器
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互感型
螺线管型电 传感器
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1、变隙式自感传感器
L N 20 A 2
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2、变截面式自感传感器
可变导磁面积型
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3、螺管型电感式传感器
单螺管线圈：结构简单，灵敏度低，适合于较大位移测量。
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差动整流的特点
电路是以两个桥路整流后的直 流电压之差作为输出的，所以称为 差动整流电路。它不但可以反映位 移的大小（电压的幅值），还可以 反映位移的方向。
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2.3.3 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
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航空插头
红宝石测头
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其他电感测微头
器二次线圈N21、
N22的有关端点按 全波整流电路的要
＋
求正确地连接起来。
＋
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差动变压器式传感器的工作原理
差动变压器式传感器是把被测位移量转换 为一次线圈与二次线圈间的互感量M的变化的 装置。当一次线圈接入激励电源之后，二次线 圈就将产生感应电动势，当两者间的互感量变 化时，感应电动势也相应变化。由于两个二次 线圈采用差动接法，故称为差动变压器。目前 应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器。
倍。
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自感式电感传感器测量转换电路
测量转换电路的作用是将电感量的变化转换成 电压或电流的变化，以便用仪表指示出来。但若仅采 用电桥电路和普通的检波电路，则只能判别位移的大 小，却无法判别输出的相位和位移的方向。
如果在输出电压送到指示仪前，经过一个能判别 相位的检波电路，则不但可以反映位移的大小（的幅 值），还可以反映位移的方向（的相位）。这种检波 电路称为相敏检波电路。
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2.3.2 差动变压器式传感器
电源中用到的“单相变压器”有一个一次线圈
（又称为初级线圈），有若干个二次线圈（又称次级
线次圈线）圈。 中当 产一 生次 感线应圈电加压上UO交。流在激全磁波电整压流U电i后路，中将，在两二个 二次线圈串联，总电压等于两个二次线圈的电压之和。
＋
请将单相变压
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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。
1-差动线圈 2-铁心 3-衔铁 4-测杆 5-工件
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差动电感传感器的特点
曲线1、2为L1、L2 的特性， 曲线3为差动特性
为了提高灵敏度，励磁电压在10V左 右为宜。电源频率以1~10kHz为好。
差动变压器线性范围约为线圈骨架 长度的1/10左右。 例：欲测量20mm2mm轴的直径误 差，应选择线圈骨架长度为多少的差动变 压器（或电感传感器）为宜 ？
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测量电路
（以差动整流 为例）
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I U U U (31)
Z X L 2 fL
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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。
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电感式传感器分类
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模拟式及数字式 电感测微仪
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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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9—密封套
10—测端 11—被测工件
12—基准面
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二、电感式滚柱直径分选装置