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德國turck電感式傳感器的工作原理描述
閱讀：864 發(fā)布時(shí)間：2023-5-29德國turck電感式傳感器的工作原理描述
BI8U-EM18WD-AP6X-H1141 裝置簡介
電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測非電量如位移、壓力,、流量、 振動等轉(zhuǎn)換成線圈自感量L或互感量M的變化, 再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出,。
電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單, 工作可靠, 測量精度高, 零點(diǎn)穩(wěn)定, 輸出功率較大等一系列優(yōu)點(diǎn), 其主要缺點(diǎn)是靈敏度,、線性度和測量范圍相互制約, 傳感器自身頻率響應(yīng)低, 不適用于快速動態(tài)測量。
電感式傳感器種類很多,，常見的有自感式傳感器,，互感式傳感器和電渦流式傳感器三種。
德國turck電感式傳感器的工作原理
電感式傳感器的工作原理是電磁感應(yīng),。它是把被測量如位移等,，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同,，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動變壓器式）兩種,。
變磁阻式傳感器
當(dāng)一個線圈中電流i變化時(shí)，該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化,，因而在線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電勢e,，這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢稱為自感電勢,。變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示,。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成,。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成,，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為δ,，傳感器的運(yùn)動部分與銜鐵相連,。當(dāng)銜鐵移動時(shí)，氣隙厚度δ發(fā)生改變,，引起磁路中磁阻變化,，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，因此只要能測出這種電感量的變化,，就能確定銜鐵位移量的大小和方向,。
特點(diǎn)：變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度，這樣對待測信號的放大倍數(shù)要求低,。但是受氣隙δ寬度的影響,，該類傳感器的測量范圍很小,。
可變磁阻式傳感器自感
自感L與氣隙δ成反比，而與氣隙導(dǎo)磁截面積S0成正比,。
靈敏度S與氣隙長度δ的平方成反比,，δ愈小，靈敏度S愈高,。為了減小非線性誤差,，在實(shí)際應(yīng)用中，一般取,。這種傳感器適用于較小位移的測量,，一般約為0.001～1 mm。
差動變壓器式傳感器
互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象,，將被測位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化,。由于常采用兩個次級線圈組成差動式，故又稱差動變壓器式傳感器,。
差動變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量,，如用交流電壓表指示，則輸出值只能反應(yīng)鐵芯位移的大小,，而不能反應(yīng)移動的極性,；同時(shí),，交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓,，使活動銜鐵位于中間位置時(shí)，輸出也不為零,。因此,，差動變壓器式傳感器的后接電路應(yīng)采用既能反應(yīng)鐵芯位移極性，又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動直流輸出電路,。
把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器稱為互感式傳感器,。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級繞組用差動形式連接,，故稱差動變壓器式傳感器,。差動變壓器結(jié)構(gòu)形式較多，有變隙式,、變面積式和螺線管式等,。變隙式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。
圖2中r1a與L1a , r1b與L1b , r2a與L2a , r2b與L2b,，分別為W1a , W1b , W2a, W2b繞阻的直流電阻與電感,。
電渦流式傳感器
金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,，這種電流像水中旋渦一樣在導(dǎo)體轉(zhuǎn)圈,，這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng),。電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。 根據(jù)法拉第定律,，當(dāng)傳感器線圈通以正弦交變電流I1時(shí),，線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場H1，使置于此磁場中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流I2,，I2又產(chǎn)生新的交變磁場H2,。