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QQ交談德國FESTO費斯托電感式傳感器的不同類型工作原理的不同
最近更新時間：2022-11-1
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德國FESTO費斯托電感式傳感器的不同類型工作原理的不同
FESTO電感式傳感器是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實現(xiàn)非電量電測的一種裝置。利用FESTO電感式傳感器,，能對位移,、壓力、振動,、應(yīng)變,、流量等參數(shù)進行測量。它具有結(jié)構(gòu)簡單,、靈敏度高,、輸出功率大、輸出阻抗小,、抗干擾能力強及測量精度高等一系列優(yōu)點,，因此在機電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用,。它的主要缺點是響應(yīng)較慢，不宜于快速動態(tài)測量,，而且傳感器的分辨率與測量范圍有關(guān),，測量范圍大,，分辨率低,，反之則高。
FESTO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,。
FESTO電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單, 工作可靠, 測量精度高, 零點穩(wěn)定, 輸出功率較大等一系列優(yōu)點, 其主要缺點是靈敏度,、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。
FESTO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。
FESTO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
當一個線圈中電流i變化時，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,，傳感器的運動部分與銜鐵相連,。當銜鐵移動時，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：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，交流電壓輸出存在一定的零點殘余電壓,，使活動銜鐵位于中間位置時,，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,，又能補償零點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)
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，當傳感器線圈通以正弦交變電流I1時,，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,。
FESTO電感式傳感器分為 3 種類型：改變氣隙厚度 δ 的自感傳感 器,，即變間隙式電感傳感；改變氣隙截面 S 的自感傳感器,，即 變截面式電感傳感器,；同時改變氣隙厚度 δ 和氣隙截面 S 的自 感傳感器,，即螺管式電感傳感器,。
變間隙型電感傳感器
這種傳感器的氣隙 δ 隨被測量的變 化而改變，從而改變磁阻,。 它的靈敏度和非線性都隨氣隙的增 大而減小,，因此常常要考慮兩者兼顧． δ 一般取在 0． 1 ～ 0． 5 毫 米之間。
改變面積型電感傳感器
這種傳感器的鐵芯和銜鐵之間的 相對覆蓋面積( 即磁通截面) 隨被測量的變化而改變,，從而改 變磁阻． 它的靈敏度為常數(shù),，線性度也很好。 螺管插鐵型電感傳感器,。 它由螺管線圈和與被測物體相連 的柱型銜鐵構(gòu)成,。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻 的變化。 銜鐵隨被測物體移動時改變了線圈的電感量,。這種傳 感器的量程大,，靈敏度低，結(jié)構(gòu)簡單,，便于制作,。
螺管插鐵型電感傳感器
它由螺管線圈和與被測物體相連的柱型銜鐵構(gòu)成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻的變化,。銜鐵隨被測物體移動時改變了線圈的電感量,。這種傳感器的量程大，靈敏度低,，結(jié)構(gòu)簡單,，便于制作。
傳感器作為采集和獲取信息的工具,，對系統(tǒng)的自動化檢測和質(zhì)量監(jiān)測起著重要作用,。FESTO電感式傳感器是一種互感式電感傳感器，它可將微小的機械量,，如位移,、振動,、壓力造成的長度、內(nèi)徑,、外徑,、不平行度、不垂直度,、偏心,、橢圓度等非電量物理量的幾何變化轉(zhuǎn)換為電信號的微小變化，轉(zhuǎn)化為電參數(shù)進行測量,，是一種靈敏度較高的傳感器,，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、輸出功率大,、抗阻抗能力強,、對工作環(huán)境要求不高、穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點,，因而被廣泛應(yīng)用于各種工程物理量檢測與自動控制系統(tǒng)中 [3] ,。
比如:用電感式位移傳感器提高軸承制造的精度；用電感測微儀測量微小精密尺寸的變化,；實現(xiàn)液壓閥開口位置的精準測量,；用于設(shè)計智能紡織品的柔性傳感器；用電感傳感器原理的孔徑錐度誤差測量儀,；用電感傳感器檢測潤滑油中磨粒,；用電感傳感器監(jiān)測吊具導(dǎo)向輪等等。
電感傳感器還可用作磁敏速度開關(guān),、齒輪齡條測速等,，該類傳感器廣泛應(yīng)用于紡織、化纖,、機床,、機械、冶金,、機車汽車等行業(yè)的鏈輪齒速度檢測,，鏈 輸送帶的速度和距離檢測，齒輪齡計數(shù)轉(zhuǎn)速表及汽車防護系統(tǒng)的控制等,。另外該類傳感器還可用在給料管系統(tǒng)中小物體檢測,、物體噴出控制、斷線監(jiān)測,、小零件區(qū) 分,、厚度檢測和位置控制等。
電感式位移傳感器利用導(dǎo)線制成特定的線圈繞組，根據(jù)其位移量的變化而使繞組線圈的白感量或是互感量發(fā)生變化來進行位移測量,，因此根據(jù)其轉(zhuǎn)換原理電感式位移傳感器可分為自感型和互感型兩大類,。
電感式位移傳感器是一種機電轉(zhuǎn)換裝置，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)科科學(xué)技術(shù)上,，尤其是在白動控制系統(tǒng),、機械加工與測量行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。
FESTO電感式傳感器的主要優(yōu)點是：
(1) 結(jié)構(gòu)簡單,，可靠,；
(2) 靈敏度高，最高分辨力達0.1μm ,；
(3) 測量精確度高,，輸出線性度可達±0.1% ；
(4) 輸出功率較大,，在某些情況下可不經(jīng)放大,，直接接二次儀表。
其缺點是：
(1) 傳感器本身的頻率響應(yīng)不高,，不適于快速動態(tài)測量,；
(2) 對激磁電源的頻率和幅度的穩(wěn)定度要求較高;
(3) 傳感器分辨力與測量范圍有關(guān),，測量范圍大,，分辨力低，反之則高,。
(1) 方案選擇
在選擇方案之前應(yīng)首先弄清給定的技術(shù)指標,，如示值范圍、示值誤差,、分辨力,、重復(fù)性誤差、時漂,、溫漂,、使用環(huán)境等。
(2) 鐵心材料的選擇
鐵心材料選擇的主要依據(jù)是要具有較高的導(dǎo)磁系數(shù),，較高的飽和磁感應(yīng)強度和較小的磁滯損耗,，剩磁 和矯頑磁力 都要小。另外,，還要求電阻率大,，居里點溫度高，磁性能穩(wěn)定,，便于加工等,。常用導(dǎo)磁材料有鐵氧體、鐵鎳合金、硅鋼片和純鐵,。
(3)電源頻率的選擇
提高電源頻率有下列優(yōu)點：能提高線圈的品質(zhì)因數(shù),；靈敏度有一定的提高；適當提高頻率還有利于放大器的設(shè)計,。但是,，過高的電源頻率也會帶來缺點，如鐵心渦流損耗增加,；導(dǎo)線的集膚效應(yīng)等會使靈敏度減低,；增加寄生電容（包括線圈匝間電容）以及外界干擾的影響。
1,、檢測距離的衰減性,。滑翹為鐵質(zhì),，適合FESTO電感式傳感器檢測,；而滑翹被測部分的尺寸略小于標準檢測物尺寸（標準被測物尺寸為3倍額定檢測距離，此應(yīng)用中,，標準尺寸應(yīng)為120*120mm）,，這樣的話就會有一定的衰減。
2,、現(xiàn)場抗干擾能力,。這個是不容忽視的問題，普通FESTO電感式傳感器容易被電機或變頻器干擾,，很多技術(shù)人員只對在此附近的應(yīng)用選擇相應(yīng)強抗電磁干擾的傳感器,。但在汽車制造車間，廠房大,，現(xiàn)場技術(shù)人員習(xí)慣使用對講機溝通,，尤其是邊走邊用對講機對話時，會不經(jīng)意的靠近傳感器,，導(dǎo)致短暫失效,。
3、安裝方面,。隨著FESTO電感式傳感器的普及,，傳感器不僅僅在電氣性能方面有所提升，其機械方面的設(shè)計也越來越人性化,。要在的實現(xiàn)人性化安裝,。減少了多種近似產(chǎn)品的備貨和減少了安裝、維護的時間,。
4,、穩(wěn)定運行的保障,。在車廠的使用中，要杜絕任何油污,、塵污的侵蝕,。另外，滑翹經(jīng)過軌道時,，震動是長期存在的,，優(yōu)異的抗震動性同樣是有著非常重要的作用。
電缸用電感式接近開關(guān) SIES-8M 非常適合用于傳輸中間位置和終端位置信號,。用于 8 mm 插槽的FESTO電感式傳感器具有已獲的狀態(tài)指示功能,，使用兩個 LED。采用的夾緊技術(shù)可迅速定位且易于固定,。
特別適用于電動軸和帶有 T 型槽的氣爪的位置檢測
齊平安裝
帶 2 個 LED 的工作狀態(tài)顯示,，無論運行方向如何，均可獲得更佳的可視性
單個FESTO電感式傳感器用于 8 個插槽,，帶有LED 狀態(tài)指示燈