第三章电感式传感器 山东理工大学机械学院 第三章电感式传感器 定义：是一种利用线圈自感或互感的变化实现非电量电测的 装置。一般要利用磁场作为媒介。 被测量：位移、加速度、压力、应变等。 分类：根据转换原理，分自感式和互感式两种； 根据结构型式，分气隙型、面积型和螺管型。 此外，利用电涡流原理的电涡流式传感器，利用压磁原理 的压磁式传感器，利用平面绕组互感原理的感应同步器等 亦属此类
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院 第三章 电感式传感器 定义：是一种利用线圈自感或互感的变化实现非电量电测的 装置。一般要利用磁场作为媒介。 被测量：位移、加速度、压力、应变等。 分类：根据转换原理，分自感式和互感式两种； 根据结构型式，分气隙型、面积型和螺管型。 此外，利用电涡流原理的电涡流式传感器，利用压磁原理 的压磁式传感器，利用平面绕组互感原理的感应同步器等， 亦属此类
第三章电感式传感器 山东理工火学机械学院 自感式（气隙型、面积型、螺管型） 互感式（气隙型、面积型、螺管型） 电感式传感器 电涡流式传感器 压磁式传感器 感应同步器
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院 电感式传感器 自感式（气隙型、面积型、螺管型） 互感式（气隙型、面积型、螺管型） 电涡流式传感器 压磁式传感器 感应同步器
第三章电感式传感器 山东理工大学机械学院 优点： ①结构简单可靠，输出功率大、输出阻抗小： ②分辨力高 机械位移：0.1μm,甚至更小；角位移：0.1角秒。 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。 缺点：频率响应低，不宜于高频动态测量
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院 优点： ①结构简单可靠，输出功率大、输出阻抗小； ②分辨力高 机械位移：0.1μm，甚至更小；角位移：0.1角秒。 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。 缺点：频率响应低，不宜于高频动态测量
第三章电感式传感器 山东理工火学机械学院 第一节工作原理 一、自感式传感器 组成：线圈1，铁芯2和衔铁3等。 图中点划线表示磁路，磁路中空气隙总长度为2δ，可以认为 磁路封闭。 线圈自感计算公式： N2 L= N:线圈匝数； R:磁路总磁阻（铁芯与衔铁磁阻和空气隙磁阻）
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院 第一节 工作原理 一、 自感式传感器 组成：线圈1，铁芯2和衔铁3等。 图中点划线表示磁路，磁路中空气隙总长度为2δ,可以认为 磁路封闭。 线圈自感计算公式： Rm N L 2 = N：线圈匝数； Rm：磁路总磁阻(铁芯与衔铁磁阻和空气隙磁阻)
第三章电感式传感器 山东理工大学机械学院 a b) 图3-1自感式传感器原理图 a)气期型b) 截面型c)螺管型 1一线图 2—铁心3一衔铁
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院
第三章电感式传感器 山东理工火学机械学院 1-线前2铁心3指铁
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院
第三章电感式传感器 山东理工大学机械院 图示自感传感器，因为气隙较小(6为0.1~1mm),所以，认 为气隙磁场是均匀的，若忽略磁路铁损，则磁路总磁阻为 R=∑ 26 uS uoS :各段导磁体的长度； 4:各段导磁体的磁导率； S:各段导磁体的截面积； %6:真空磁导率，%=4π×10-7H/m; S:空气隙截面积（图3-1b,S=a×b)
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院 图示自感传感器，因为气隙较小(δ为0.1～1mm)，所以，认 为气隙磁场是均匀的，若忽略磁路铁损，则磁路总磁阻为 l i： 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； μ0：真空磁导率，μ0=4π×10-7H／m； S： 空气隙截面积（图3－1b，S=a×b） S S l R i i i m 0 2 = +
第三章电感式传感器 山东理工火学机械学院 代入L,得 N2 Rm 26 结论： 自感L是气隙截面积和长度的函数，即L=δ，)； 若保持不变，则为6的单值函数，构成变气隙型传感器： 若保持6不变，使S随位移变化，则构成变截面型传感器； 线圈中放入圆形衔铁，也是一个可变自感。使衔铁上下位移 自感量将相应变化，这就可构成螺管型传感器
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院 代入L，得 + = = S S l N R N L i i m i 0 2 2 2 结论： 自感L是气隙截面积和长度的函数，即L＝f(δ,S)； 若S保持不变，则L为δ的单值函数，构成变气隙型传感器； 若保持δ不变，使S随位移变化，则构成变截面型传感器； 线圈中放入圆形衔铁，也是一个可变自感。使衔铁上下位移， 自感量将相应变化，这就可构成螺管型传感器
第三章电感式传感器 山东理工大学机械学院 ★差动式自感传感器，如图。 气隙型
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院 ★差动式自感传感器，如图
第三章电感式传感器 山东理工大学机械学院 图中有两个电感线圈，当衔铁由原始平衡位置变动 个线圈电感量增加，一个线圈电感量减少，电感总变化量为 Lz=L-L2 [26S- 2W26S 2(8-4)2(8+a可 2五-1 差动式的与单线圈的相比，有下列优点： 1、线性好； 2、灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同，输出信号大一倍；
第三章 电感式传感器 山东理工大学机械学院 图中有两个电感线圈，当衔铁由原始平衡位置变动 时，一 个线圈电感量增加，一个线圈电感量减少，电感总变化量为 差动式的与单线圈的相比，有下列优点： 1、线性好； 2、灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同，输出信号大一倍；