自感式传感器结构与原理.

电气自动化技术专业教学资源库《传感器应用技术》课程4-自感式传感器4-1基本原理结构类型和特征目录《传感器应用技术》12类型与工作原理变气隙式自感传感器3变面积式自感传感器4螺线管式自感传感器自感式传感器的类型《传感器应用技术》a)可变导磁面积型b）差动型c）单螺管线圈型d）双螺管线圈差动0l《传感器应用技术》a)气隙型b)截面型c)螺管型自感式传感器原理图(xLUI位移、流量、振动）（自感）（）原理：结构形式：变间隙式、变面积式和螺管式。类型与工作原理《传感器应用技术》自感式传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料制成。在铁芯和衔铁之间有气隙，传感器的运动部分与衔铁相连。当衔铁移动时，气隙厚度δ发生改变，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感值变化，因此只要能测出这种电感量的变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向。线圈自感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。mRWIWIL2类型与工作原理《传感器应用技术》6S1l1L1W23l2±1—线圈；2—铁芯(定铁芯)；3—衔铁(动铁芯)S2类型与工作原理《传感器应用技术》7SSlWLiii02/2//SSlRiiim0/2/li——各段导磁体的长度；μi——各段导磁体的磁导率；Si——各段导磁体的截面积；δ——空气隙的厚度；μ0——真空磁导率；S——空气隙截面积S,fLSfL21fL变气隙型传感器变截面型传感器线圈中放入圆形衔铁，可变螺管型自感传感器。气隙厚度较小，可以认为气隙磁场是均匀的，忽略磁路铁损，则总磁阻为：类型与工作原理变气隙式自感传感器《传感器应用技术》8002221112sslslRm通常气隙的磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻111002sls222002sls002sRm20022sWRWLmL与δ之间是非线性关系S1l1L1W23l2±1—线圈；2—铁芯(定铁芯)；3—衔铁(动铁芯)S2（6）《传感器应用技术》9分析：当衔铁处于初始位置时，初始电感量为000202sWL当衔铁上移Δδ时，则，代入式（6）式并整理得00000201)(2LsWLLL0LLL0变气隙式自感传感器《传感器应用技术》变气隙式自感传感器变面积式自感传感器《传感器应用技术》11•传感器气隙长度保持不变，令磁通截面积随被测非电量而变，设铁芯材料和衔铁材料的磁导率相同，则此变面积自感传感器自感L为sKsllWslslWLrr/02002灵敏度KdsdLk0变面积式自感传感器在忽略气隙磁通边缘效应的条件下，输入与输出呈线性关系；因此可望得到较大的线性范围。但是与变气隙式自感传感器相比，其灵敏度降低。《传感器应用技术》变变面积式自感传感器螺线管式自感传感器《传感器应用技术》1-螺线管线圈Ⅰ；2-螺线管线圈Ⅱ；3-骨架；4-活动铁芯llrrlWrLLLccr22022010011L10，L20——分别为线圈Ⅰ、Ⅱ的初始电感值；（21）