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     德國BALLUFF巴魯夫電感式傳感器的產(chǎn)品選購及要求

BALLUFF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BALLUFF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,。

BALLUFF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。

BALLUFF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,。

BALLUFF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,。

BALLUFF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 [2]  ,。

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)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

BALLUFF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,。BALLUFF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,。

BALLUFF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?；N為鐵質(zhì),，適合BALLUFF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BALLUFF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BALLUFF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,。

抵抗能力的巴魯夫電感式全金屬傳感器是專門為在非常惡劣的環(huán)境中使用而開發(fā)的。外殼和傳感器正面部分用不銹鋼制造,。堅固的感應(yīng)面抗沖擊以及機械負載并且耐研磨介質(zhì),。為了在焊接應(yīng)用中使用，還為您提供帶防焊接飛濺物的PTFE涂層和陶瓷涂層的類型,。我們的傳感器具備特別出色的抵抗能力,，由此讓您降低維修成本并提升您的設(shè)備的可用性。