电感式传感器(3)知识课件
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结构：主要由线圈和框架组成。线圈安置在框架上，线圈可以绕成一 个扁平的圆形粘贴在框架上，也可以在框架上开一个槽，导线绕制在 槽内形成一个线圈。
结构特点：电涡流式传感器的主体是激磁线圈。由此：线圈的性能和 几何尺寸、形状对整个测量系统的性能将产生重要的影响。
线圈的选择：一般情 况下，线圈的导线采 用高强度漆包线；要 求较高的场合，可以 用银或银合金线；在 较高温度条件下，需 要用高温漆包线。
一般说来，被测体的电导率越高，灵敏度也越高；磁导率则 相反，被测体的磁导率越高，灵敏度越低，而且被测导体有剩磁， 将影响测量结果，应予消磁。 (2)被测导体表面镀层对测量精度的影响：
若镀层性质和厚度不均匀，在测量转动或移动的被测物体时， 这种不均匀将形成干扰信号，影响测量精度，尤其是激励频率较 高时，电涡流的贯穿深度减小，这种干扰影响更大。
检波
高频反射式涡流测厚 仪测试系统原理图
为了克服带材不够平整或运行过程中上下波动的影响, 在带材的 上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同的涡流传感器S1、S2 。
S1、 S2与被测带材表面之间的距离分别为x1和x2。
§3.4 电涡流式传感器
线圈
铁芯
★ 气隙厚度变化型差动型传感器
x/2
结构：见图
x/2
工作原理：两个传感器构成差动工作方式，衔衔铁
铁最初居中，两侧初始电感为L0，当衔铁有
位移△x时，两个线圈的间隙分别为 x x 和 x x ，表明一个线圈自感增加，2 另一个
2
线圈自感减小，把两线圈接人电桥的相邻臂
时，输出灵敏度比单个的提高一倍，并且可
§3.4 电涡流式传感器
二、高频反射式电涡流传感器的基本结构
（3）被测导体形状对测量精度的影响： •若被测物体为平面，在涡流环的直径为线圈直径的1.8 倍处，电 涡流的密度衰减为最大值的5%，因而希望被测物体的直径不小 于线圈直径的1.8倍。 •当被测物体的直径为线圈直径的一半时，灵敏度将减小一半， 更小时，灵敏度则显著下降。
i2
§3.4 电涡流式传感器
i1
一、 基本工作原理
1、 涡流的基本概念
（1）定义：当通有高频电流的线 圈靠近金属体时，高频磁场则会 在金属体内感生出闭合电流，此 感生电流称作涡流。
（2）影响：由于涡流的损耗作用， 将使线圈的等效电阻增加，Q值下降， 等效电感量减小。
φ1
被测金属导体 φ2
i2
§3.4 电涡流式传感器
2、 测量电路
（1） 差动电感式传感器
2、 测量电路
（1） 差动整流电路 差动变压器位移传感器
2、 测量电路 （2） 相敏检波电路 工作原理：高频振荡信号经过差动变压器后，变为受衔铁移 动信号调制的平衡调幅信号，相敏检波实际为二极管同步检 波器，输入的同频同相高频信号幅值应足够大，使二极管工 作于开关状态。
M1
＋
＋
U i L1
－
L21 U 21 U O
－
L22 U 22
M2 等效电路
（2）零点残余电压产生的原因主要是传感器在制作时两个次级线圈的 电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等问题引起的，零 点残余电压一般在几十毫伏以下。
（3）在实际应用时，应设法减小零点残余电压，否则将会影响传感器 的测量结果。
（1）使用范围：用于测量位移、厚度、速度、表面温度、应力、 材料损伤等。
（2）分类：高频反射式和低频透射式两类。
（按电涡流在导体中的贯穿情况）
2、 电涡流传感器的基本内容
（1）使用范围：用于测量位移、厚度、速度、表面温度、应力、 材料损伤等。
φ1
（2）分类：高频反射式和低频透射式两类。 i1
（按电涡流在导体中的贯穿情况）
当被测体为圆柱体时，当它的直径D为传感器线圈直径的3.5倍 以上时，不影响测量精度，二者相等时，灵敏度降低至70%。
被测物体的厚度一般应大于0.2mm，才不影响测量结果，当然 厚度的选择也应与激励频率有关。
§3.4 电涡流式传感器
厚度给定系统
检波
S1
x1
xδ
带材 比较电压 ×
加法器
指示仪表
x2 S2
铁芯 △x 线圈 铁芯
4、 测量电路
一般为交流电桥。
衔铁
x
§3.3 电感式传感器
二、 互感型变压器式电感传感器
1、作用：将非电量变化转换为线圈互感M的变化。
2、两种类型：常见有螺管型及气隙型两种。
3、结构：螺管式差动变压器结构。在带铁芯的螺管上绕有一 个初级线圈、两个次级线圈，初级线圈处于两次级线圈中心位 置，铁芯可在螺管中移动。等效电路如图。
式中：M——金属与线圈间等效互感
i1
R2——金属内等效电流电阻 L—— 金属涡流等效电感。
由于M、L2与线圈尺寸、励磁电流频率 f、线圈与金属距离x、相对导磁率μ有关， R2与金属电阻率ρ有关。
因此可写成： ZF,x,f,
若其它参数恒定，只改变距离x，则：
Z Fx
φ1
被测金属导体 φ2
i2
二、高频反射式电涡流传感器的基本结构
（1）定义：当通有高频电流的线圈 靠近金属体时，高频磁场则会在金属 体内感生出闭合电流，此感生电流称 作涡流。
§3.4 电涡流式传感器
一、 基本工作原理 1、 涡流的基本概念
（1）定义：当通有高频电流的线 圈靠近金属体时，高频磁场则会 在金属体内感生出闭合电流，此 感生电流称作涡流。
φ1 i1
被测金属导体 φ2
§3.3 电感式传感器
本节介绍： 单线圈变隙式和差动变隙式自感传感器的结构、工作原 理、测量范围、灵敏度和线性度之间的关系； 电感式传感器测量电路及其工作原理； 差动变压器式传感器定义及其结构种类、工作原理、输 出特性； 螺线管式差动变压器传感器的结构、工作原理、改善线 性度的方法。
§3.3 电感式传感器
案例：板的厚度测量
~
案例：张力测量
教学用低成本四线制无二次仪表传感器
电感式接近传感器（金属）
电感式传感器的优缺点
电感式传感器的主要优点是： (1) 结构简单，可靠； (2) 灵敏度高，最高分辨力达0.1μm ； (3) 测量精确度高，输出线性度可达±0.1% ； (4) 输出功率较大，在某些情况下可不经放大，直接接二 次仪表。
图为CZF1型电涡流传感器，就 是采用聚氟乙烯材料的框架，然后 将导线绕在框架上形成的。
§3.4 电涡流式传感器
二、高频反射式电涡流传感器的基本结构
电涡流传感器是利用线圈与被测导体之间的电磁耦合进行工 作的，因而被测导体作为“实际传感器”的一部分，其材料的物 理性质，尺寸与形状都与传感器特性密切相关。 (1)被测导体的电导率、磁导率对传感器的影响：
概念：利用电磁感应的原理将被测非电量转换为线圈的自 感系数L或互感系数M变化的装置。
分类： 电感式传感器
自感型 互感型
可变磁阻型 涡流式
一、 自感式传感器
1、 结构 基本结构见图，由线圈、铁
芯和衔铁三部分构成，铁芯与衔 铁间有厚度为δ的气隙。
§3.3 电感式传感器
2、 基本工作原理 线圈电感量为： L N 2
铁芯 △x 线圈 铁芯
衔铁
x
线圈
（2）气隙面积变化型
如图所示为气隙面积变化型自感传感器。
当固定x，改变气隙导磁面积S0，自感L与S0
成线性关系。L N 20S0 2
（3） 螺管式自感传感器
结构：常采用差动的结构。
衔铁
工作原理：螺管型自感式传感器是在螺管线 圈中插人一个活动衔铁，活动衔铁在线圈中 运动时，磁阻发生变化，从而使自感L变化。 相似于气隙面积变化型。
高频振 荡信号
RP
V 移相
全波检波
高频振
RP
V
荡信号
移相
半波检波
三、 电感传感器的应用
给电感传感器配用不同的敏感
放 大 器
相 敏 检 波
显 元件，可以测量位移、压力、振动 示 等多种参量。应用的较为普遍的是
差动变压器式传感器。
液位测量
振荡器
结构：差动变压器铁心和浮子相连。
工作原理：
（1）当液位不变时，铁心处于中间位置，无输出电压； （2）当液位增加或降低时，铁心上移或下移，其输出电 压经交流放大、相敏检波及相关测量电路处理后，得到 液面的高度值。
§3.4 电涡流式传感器
§3.4 电涡流式传感器
一、 基本工作原理 1、 涡流的基本概念
（1）定义：当通有高频电流的线圈 靠近金属体时，高频磁场则会在金属 体内感生出闭合电流，此感生电流称 作涡流。
φ1 i1
被测金属导体 φ2
i2
§3.4 电涡流式传感器
一、 基本工作原理 1、 涡流的基本概念
U i
（1）当衔铁中心位置（零位）时 －
M1 M2, U21 U22, U 0 0
（2）当铁芯向上
M1 L1
M2
＋
L21 U 21 U O
－
L22 U 22
等效电路
M1 M2, U21 U22, U 0 0
（3）当铁芯向下
M1 M2, U21 U22, U 0 0
说明：
（1）实际上，当铁心位于中间位置时，差 动变压器输出电压并不等于零，把差动变 压器在零位移时的输出电压称为零点残余 电压。
L21 L1 L22
结构原理
M1
＋
U i L1
－
＋
L21 U 21 U O
－
L22 U 22
M2 等效电路
e2 e e1
0
t
输出特性
§3.3 电感式传感器
二、 互感型变压器式电感传感器
§3.3 电感式传感器
二、 互感型变压器式电感传感器
1、 结构及工作原理
由等效电路： U0U21U22
讨论：
＋
线圈
铁芯 △x 衔铁
§3.3 电感式传感器
一、 自感式传感器 （2）气隙面积变化型
线圈
（2）气隙面积变化型
如图所示为气隙面积变化型自感传感器。
当固定x，改变气隙导磁面积S0，自感L与S0
成线性关系。 L N 20S0 2
（3） 螺管式自感传感器
结构：常采用差动的结构。
衔铁
工作原理：螺管型自感式传感器是在螺管线 圈中插人一个活动衔铁，活动衔铁在线圈中 运动时，磁阻发生变化，从而使自感L变化。 相似于气隙面积变化型。
Rm N—线圈圈数； Rm—磁路总磁阻。
不考虑铁损且δ较小时， RmRFR
R F ——铁芯磁阻
R ——气隙磁阻
由于 RF R
故
Rm
R
2 0S0
式中： 0 —空气导磁率； S 0 —气隙有效导磁面积。
于是 L N 20S0 2
04107H /m
因此，改变δ及S0均可改变电感量L 。
§3.3 电感式传感器
其缺点是： (1) 传感器本身的频率响应不高，不适于快速动态测量； (2) 对激磁电源的频率和幅度的稳定度要求较高; (3) 传感器分辨力与测量范围有关，测量范围大，分辨力 低，反之则高。
§3.4 电涡流式传感器
本节要求： 了解电涡流式传感器的类别； 掌握电涡流式传感器的基本结构、工作原理及其工 作特性。
（3）工作原理：
其作用相似于互感，可等效为一互感电路， 次级回路为金属。
设线圈回路自阻抗： Z11RjL
被测金属导体 φ2
i2
由互感知识知，初级回路阻抗：Z1 Z11Zref
M 2
Zref R2 jL2
Z r e f ——为金属回路反射阻抗。
§3.4 电涡流式传感器
M 2
（3）工作原理：Zref R2 jL2
一、 自感式传感器 3、 分类 （1） 气隙间隙变化型
★气隙厚度变化型自感传感器 组成：主要由线圈、铁心和活动衔铁。
工作原理：活动衔铁与被测物相连，并与铁心保持一定距 离δ。当被测物移动时，气隙δ发生变化，引起磁阻变化， 从而使线圈的电感值发生变化。
§3.3 电感式传感器
一、 自感式传感器
（1） 气隙间隙变化型
一、 基本工作原理
2、 电涡流传感器的基本内容
（1）定义：根据电涡流效应制成
i1
的传感器叫做电涡流传感器。
（2）结构特点：该传感器具有结构 简单、体积小、灵敏度高、测量线性 范围大（频率响应宽）、抗干扰能力 强、不受油污等介质的影响、可以进 行无接触测量等优点。
φ1
被测金属导体 φ2
i2
2、 电涡流传感器的基本内容
以降低非线性误差，消除外界干扰。
线圈
铁芯
差动式电感传感器
R
衔铁
1
x/2
U sr
U sc
x/2
2
R
Z1
Z3 R
U sc
Z4 R
(a) 结构原理图
Z2
U sr (b) 电路接线图
（2）气隙面积变化型
如图所示为气隙面积变化型自感传感器。 当固定x，改变气隙导磁面积S0，自感L与S0
成线性关系。 L N 20S0 2
2、 测量电路
（1） 差动整流电路 电路作用：差动整流电路就是把差动变压器的两个次级线圈的感应电动 势分别整流，然后将整流后的两个电压或电流的差值作为输出。 元件作用：电位器为零位平衡调整，运放为差动放大器。如下列图示。
A
全波电流输出
V
全波电压输出
A
半波电流输出
V
半波电压输出
§3.3 电感式传感器
结构特点：电涡流式传感器的主体是激磁线圈。由此：线圈的性能和 几何尺寸、形状对整个测量系统的性能将产生重要的影响。
线圈的选择：一般情 况下，线圈的导线采 用高强度漆包线；要 求较高的场合，可以 用银或银合金线；在 较高温度条件下，需 要用高温漆包线。
一般说来，被测体的电导率越高，灵敏度也越高；磁导率则 相反，被测体的磁导率越高，灵敏度越低，而且被测导体有剩磁， 将影响测量结果，应予消磁。 (2)被测导体表面镀层对测量精度的影响：
若镀层性质和厚度不均匀，在测量转动或移动的被测物体时， 这种不均匀将形成干扰信号，影响测量精度，尤其是激励频率较 高时，电涡流的贯穿深度减小，这种干扰影响更大。
检波
高频反射式涡流测厚 仪测试系统原理图
为了克服带材不够平整或运行过程中上下波动的影响, 在带材的 上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同的涡流传感器S1、S2 。
S1、 S2与被测带材表面之间的距离分别为x1和x2。
§3.4 电涡流式传感器
线圈
铁芯
★ 气隙厚度变化型差动型传感器
x/2
结构：见图
x/2
工作原理：两个传感器构成差动工作方式，衔衔铁
铁最初居中，两侧初始电感为L0，当衔铁有
位移△x时，两个线圈的间隙分别为 x x 和 x x ，表明一个线圈自感增加，2 另一个
2
线圈自感减小，把两线圈接人电桥的相邻臂
时，输出灵敏度比单个的提高一倍，并且可
§3.4 电涡流式传感器
二、高频反射式电涡流传感器的基本结构
（3）被测导体形状对测量精度的影响： •若被测物体为平面，在涡流环的直径为线圈直径的1.8 倍处，电 涡流的密度衰减为最大值的5%，因而希望被测物体的直径不小 于线圈直径的1.8倍。 •当被测物体的直径为线圈直径的一半时，灵敏度将减小一半， 更小时，灵敏度则显著下降。
i2
§3.4 电涡流式传感器
i1
一、 基本工作原理
1、 涡流的基本概念
（1）定义：当通有高频电流的线 圈靠近金属体时，高频磁场则会 在金属体内感生出闭合电流，此 感生电流称作涡流。
（2）影响：由于涡流的损耗作用， 将使线圈的等效电阻增加，Q值下降， 等效电感量减小。
φ1
被测金属导体 φ2
i2
§3.4 电涡流式传感器
2、 测量电路
（1） 差动电感式传感器
2、 测量电路
（1） 差动整流电路 差动变压器位移传感器
2、 测量电路 （2） 相敏检波电路 工作原理：高频振荡信号经过差动变压器后，变为受衔铁移 动信号调制的平衡调幅信号，相敏检波实际为二极管同步检 波器，输入的同频同相高频信号幅值应足够大，使二极管工 作于开关状态。
M1
＋
＋
U i L1
－
L21 U 21 U O
－
L22 U 22
M2 等效电路
（2）零点残余电压产生的原因主要是传感器在制作时两个次级线圈的 电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等问题引起的，零 点残余电压一般在几十毫伏以下。
（3）在实际应用时，应设法减小零点残余电压，否则将会影响传感器 的测量结果。
（1）使用范围：用于测量位移、厚度、速度、表面温度、应力、 材料损伤等。
（2）分类：高频反射式和低频透射式两类。
（按电涡流在导体中的贯穿情况）
2、 电涡流传感器的基本内容
（1）使用范围：用于测量位移、厚度、速度、表面温度、应力、 材料损伤等。
φ1
（2）分类：高频反射式和低频透射式两类。 i1
（按电涡流在导体中的贯穿情况）
当被测体为圆柱体时，当它的直径D为传感器线圈直径的3.5倍 以上时，不影响测量精度，二者相等时，灵敏度降低至70%。
被测物体的厚度一般应大于0.2mm，才不影响测量结果，当然 厚度的选择也应与激励频率有关。
§3.4 电涡流式传感器
厚度给定系统
检波
S1
x1
xδ
带材 比较电压 ×
加法器
指示仪表
x2 S2
铁芯 △x 线圈 铁芯
4、 测量电路
一般为交流电桥。
衔铁
x
§3.3 电感式传感器
二、 互感型变压器式电感传感器
1、作用：将非电量变化转换为线圈互感M的变化。
2、两种类型：常见有螺管型及气隙型两种。
3、结构：螺管式差动变压器结构。在带铁芯的螺管上绕有一 个初级线圈、两个次级线圈，初级线圈处于两次级线圈中心位 置，铁芯可在螺管中移动。等效电路如图。
式中：M——金属与线圈间等效互感
i1
R2——金属内等效电流电阻 L—— 金属涡流等效电感。
由于M、L2与线圈尺寸、励磁电流频率 f、线圈与金属距离x、相对导磁率μ有关， R2与金属电阻率ρ有关。
因此可写成： ZF,x,f,
若其它参数恒定，只改变距离x，则：
Z Fx
φ1
被测金属导体 φ2
i2
二、高频反射式电涡流传感器的基本结构
（1）定义：当通有高频电流的线圈 靠近金属体时，高频磁场则会在金属 体内感生出闭合电流，此感生电流称 作涡流。
§3.4 电涡流式传感器
一、 基本工作原理 1、 涡流的基本概念
（1）定义：当通有高频电流的线 圈靠近金属体时，高频磁场则会 在金属体内感生出闭合电流，此 感生电流称作涡流。
φ1 i1
被测金属导体 φ2
§3.3 电感式传感器
本节介绍： 单线圈变隙式和差动变隙式自感传感器的结构、工作原 理、测量范围、灵敏度和线性度之间的关系； 电感式传感器测量电路及其工作原理； 差动变压器式传感器定义及其结构种类、工作原理、输 出特性； 螺线管式差动变压器传感器的结构、工作原理、改善线 性度的方法。
§3.3 电感式传感器
案例：板的厚度测量
~
案例：张力测量
教学用低成本四线制无二次仪表传感器
电感式接近传感器（金属）
电感式传感器的优缺点
电感式传感器的主要优点是： (1) 结构简单，可靠； (2) 灵敏度高，最高分辨力达0.1μm ； (3) 测量精确度高，输出线性度可达±0.1% ； (4) 输出功率较大，在某些情况下可不经放大，直接接二 次仪表。
图为CZF1型电涡流传感器，就 是采用聚氟乙烯材料的框架，然后 将导线绕在框架上形成的。
§3.4 电涡流式传感器
二、高频反射式电涡流传感器的基本结构
电涡流传感器是利用线圈与被测导体之间的电磁耦合进行工 作的，因而被测导体作为“实际传感器”的一部分，其材料的物 理性质，尺寸与形状都与传感器特性密切相关。 (1)被测导体的电导率、磁导率对传感器的影响：
概念：利用电磁感应的原理将被测非电量转换为线圈的自 感系数L或互感系数M变化的装置。
分类： 电感式传感器
自感型 互感型
可变磁阻型 涡流式
一、 自感式传感器
1、 结构 基本结构见图，由线圈、铁
芯和衔铁三部分构成，铁芯与衔 铁间有厚度为δ的气隙。
§3.3 电感式传感器
2、 基本工作原理 线圈电感量为： L N 2
铁芯 △x 线圈 铁芯
衔铁
x
线圈
（2）气隙面积变化型
如图所示为气隙面积变化型自感传感器。
当固定x，改变气隙导磁面积S0，自感L与S0
成线性关系。L N 20S0 2
（3） 螺管式自感传感器
结构：常采用差动的结构。
衔铁
工作原理：螺管型自感式传感器是在螺管线 圈中插人一个活动衔铁，活动衔铁在线圈中 运动时，磁阻发生变化，从而使自感L变化。 相似于气隙面积变化型。
高频振 荡信号
RP
V 移相
全波检波
高频振
RP
V
荡信号
移相
半波检波
三、 电感传感器的应用
给电感传感器配用不同的敏感
放 大 器
相 敏 检 波
显 元件，可以测量位移、压力、振动 示 等多种参量。应用的较为普遍的是
差动变压器式传感器。
液位测量
振荡器
结构：差动变压器铁心和浮子相连。
工作原理：
（1）当液位不变时，铁心处于中间位置，无输出电压； （2）当液位增加或降低时，铁心上移或下移，其输出电 压经交流放大、相敏检波及相关测量电路处理后，得到 液面的高度值。
§3.4 电涡流式传感器
§3.4 电涡流式传感器
一、 基本工作原理 1、 涡流的基本概念
（1）定义：当通有高频电流的线圈 靠近金属体时，高频磁场则会在金属 体内感生出闭合电流，此感生电流称 作涡流。
φ1 i1
被测金属导体 φ2
i2
§3.4 电涡流式传感器
一、 基本工作原理 1、 涡流的基本概念
U i
（1）当衔铁中心位置（零位）时 －
M1 M2, U21 U22, U 0 0
（2）当铁芯向上
M1 L1
M2
＋
L21 U 21 U O
－
L22 U 22
等效电路
M1 M2, U21 U22, U 0 0
（3）当铁芯向下
M1 M2, U21 U22, U 0 0
说明：
（1）实际上，当铁心位于中间位置时，差 动变压器输出电压并不等于零，把差动变 压器在零位移时的输出电压称为零点残余 电压。
L21 L1 L22
结构原理
M1
＋
U i L1
－
＋
L21 U 21 U O
－
L22 U 22
M2 等效电路
e2 e e1
0
t
输出特性
§3.3 电感式传感器
二、 互感型变压器式电感传感器
§3.3 电感式传感器
二、 互感型变压器式电感传感器
1、 结构及工作原理
由等效电路： U0U21U22
讨论：
＋
线圈
铁芯 △x 衔铁
§3.3 电感式传感器
一、 自感式传感器 （2）气隙面积变化型
线圈
（2）气隙面积变化型
如图所示为气隙面积变化型自感传感器。
当固定x，改变气隙导磁面积S0，自感L与S0
成线性关系。 L N 20S0 2
（3） 螺管式自感传感器
结构：常采用差动的结构。
衔铁
工作原理：螺管型自感式传感器是在螺管线 圈中插人一个活动衔铁，活动衔铁在线圈中 运动时，磁阻发生变化，从而使自感L变化。 相似于气隙面积变化型。
Rm N—线圈圈数； Rm—磁路总磁阻。
不考虑铁损且δ较小时， RmRFR
R F ——铁芯磁阻
R ——气隙磁阻
由于 RF R
故
Rm
R
2 0S0
式中： 0 —空气导磁率； S 0 —气隙有效导磁面积。
于是 L N 20S0 2
04107H /m
因此，改变δ及S0均可改变电感量L 。
§3.3 电感式传感器
其缺点是： (1) 传感器本身的频率响应不高，不适于快速动态测量； (2) 对激磁电源的频率和幅度的稳定度要求较高; (3) 传感器分辨力与测量范围有关，测量范围大，分辨力 低，反之则高。
§3.4 电涡流式传感器
本节要求： 了解电涡流式传感器的类别； 掌握电涡流式传感器的基本结构、工作原理及其工 作特性。
（3）工作原理：
其作用相似于互感，可等效为一互感电路， 次级回路为金属。
设线圈回路自阻抗： Z11RjL
被测金属导体 φ2
i2
由互感知识知，初级回路阻抗：Z1 Z11Zref
M 2
Zref R2 jL2
Z r e f ——为金属回路反射阻抗。
§3.4 电涡流式传感器
M 2
（3）工作原理：Zref R2 jL2
一、 自感式传感器 3、 分类 （1） 气隙间隙变化型
★气隙厚度变化型自感传感器 组成：主要由线圈、铁心和活动衔铁。
工作原理：活动衔铁与被测物相连，并与铁心保持一定距 离δ。当被测物移动时，气隙δ发生变化，引起磁阻变化， 从而使线圈的电感值发生变化。
§3.3 电感式传感器
一、 自感式传感器
（1） 气隙间隙变化型
一、 基本工作原理
2、 电涡流传感器的基本内容
（1）定义：根据电涡流效应制成
i1
的传感器叫做电涡流传感器。
（2）结构特点：该传感器具有结构 简单、体积小、灵敏度高、测量线性 范围大（频率响应宽）、抗干扰能力 强、不受油污等介质的影响、可以进 行无接触测量等优点。
φ1
被测金属导体 φ2
i2
2、 电涡流传感器的基本内容
以降低非线性误差，消除外界干扰。
线圈
铁芯
差动式电感传感器
R
衔铁
1
x/2
U sr
U sc
x/2
2
R
Z1
Z3 R
U sc
Z4 R
(a) 结构原理图
Z2
U sr (b) 电路接线图
（2）气隙面积变化型
如图所示为气隙面积变化型自感传感器。 当固定x，改变气隙导磁面积S0，自感L与S0
成线性关系。 L N 20S0 2
2、 测量电路
（1） 差动整流电路 电路作用：差动整流电路就是把差动变压器的两个次级线圈的感应电动 势分别整流，然后将整流后的两个电压或电流的差值作为输出。 元件作用：电位器为零位平衡调整，运放为差动放大器。如下列图示。
A
全波电流输出
V
全波电压输出
A
半波电流输出
V
半波电压输出
§3.3 电感式传感器