变磁阻式传感器:变磁阻式传感器

2021/11/02 03:15 · 传感器知识资讯 ·  · 变磁阻式传感器:变磁阻式传感器已关闭评论
摘要:

变磁阻式传感器:变磁阻式传感器变磁阻式传感器?一、变磁阻式传感器特点?变磁阻式传感器是自感式传感器的一种,自感式传感器又属于电感式传感器类别。?电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量,如位移、压力、流量、振动等,转换成线圈的自感系数L或互感系数M的变化,再由转换电路转换为电压或电流的变化量输出,实现非电量到电量的转换。?电感式传感器具有以下特点:?

变磁阻式传感器:变磁阻式传感器

变磁阻式传感器
?
一、变磁阻式传感器特点
?
变磁阻式传感器是自感式传感器的一种,自感式传感器又属于电感式传感器类别。
?
电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量,如位移、压力、流量、振动等,转换成线圈的自感系数
L
或互感系数
M
的变化,再由转换电路转换为电压或电流的变化量输出,实现非电量到电量的转换。
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电感式传感器具有以下特点:
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1
、结构简单、传感器无活动的电接触点,因此工作可靠寿命长;
?
2
、灵敏度和分辨率高,能测出
0.01μm
的位移变化,传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移
可达到数百毫伏的输出;
?
3
、线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差仅达到
0.05%

0.1%
,并且稳定性也较好。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,他在工业
自动控制系统中广泛被采用;但是它有频率响应较低、不宜快速动态测控等缺点。
?
二、结构和工作原理
?
变阻式传感器的结构和工作原理如图
1
所示,
它由线圈、
铁芯和衔铁三部分组成。
铁芯和衔铁都由导磁材料,
如硅钢片和坡莫合金制成。在铁芯和活动衔铁之间有气隙,气隙厚度为
?
。传感器的运动部分与衔铁相连,当衔
铁移动时,气隙厚度
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发生变化,从而使磁路中磁阻变化,导致电感线圈的电感值变化,这样可以由此判别被测
量的位移大小。线圈的电感值
L
可按如下电工学公式计算
:?
变磁阻式传感器:变磁阻式传感器  第1张

变磁阻式传感器:变磁阻式传感器_1

变磁阻式转速传感器 它属于变磁阻式传感器。变磁阻式传感器的三种基本类型,电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器都可制成转速传感器。电感式转速传感器应用较广,它利用磁通变化而产生感应电势,其电势大小取决于磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两种。开磁路式转速传感器结构比较简单,输出信号较小,不宜在振动剧烈的场合使用。闭磁路式转速传感器由装在转轴上的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成。内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连接到被测轴上一起转动时,由于内、外齿轮的相对运动,产生磁阻变化,在线圈中产生交流感应电势。测出电势的大小便可测出相应转速值。

变磁阻式传感器:变磁阻式传感器有哪些类型_变磁阻式传感器的应用

  变磁阻式传感器有哪些类型
  常见的变磁阻式传感器有自感式、互感式(差动变压器式传感器)和涡流式三种。
  (I)自感式传感器
  自感式传感器:由铁芯和线罔构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器,又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料磁导率都是一定的,其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时,就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点:
  ①无活动触点、可靠度高、寿命长:
  ②分辨率高;
  ③灵敏度高;
  ④线性度高、重复性好;
  ⑤测量范围宽(测量范围大时分辨率低);
  ⑥无输入时有零位输出电压,引起测量误差;
  ⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高;
  ⑧不适用于高频动态测量。
  电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量(如力、速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等)的测量。
  常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中,动式,以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。张力、压力、压差、加这三种传感器多制成差
  A.变间隙型电感传感器。这种传感器的气隙随被测量的变化而改变,从而改变磁阻(见图2-40)。它的灵敏度和非线性都随气隙的增大而减小,因此常常要考虑两者兼顾。一般取0.1~0.5mm。

  B.变面积型电感传感器。这种传感器的铁芯和衔铁之间的相对覆盖面积(即磁通截面)随被测量的变化而改变,从而改变磁阻(见图2-41)。它的灵敏度为常数,线性度也很好。

  C.螺管插铁型电感传感器。它由螺管线圈和与被测物体相连的柱型衔铁构成。其工作原理基于线圈磁力线泄漏路径I二磁阻化。衔铁随被测物体移动时改变了线圈的电感量。这种传感器的量程大,灵敏度低,结构简单,便于制作。
  (2)互感式(差动变压器式)传感器
  互感式传感器一一把被测的非电量变化转换为线圈7为感变化的传感器,这种传感器最常见的形式是差动变压器式传感器(见图2-42),也即次级绕组用差动形式。其优点:测量精度高、灵敏度高、结构简单、性能可靠。图2-43给出了几款互感式传感器的实物图。

  (3)涡流式传感器
  涡流式传感器即电涡流传感器(工作原理如图2-44所示)。

  它能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电
  涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。
  电涡流传感器系统以其独特的优点,广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业,对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线测量和安全保护,以及转子动力学研究和零件尺寸检验等方面。图2-45列举了电涡流传感器的一些典型应用示意。图2-46给出了几款电涡流传感器的实物图。

  变磁阻式传感器的应用
  1.压力测量
  2.力与力矩的测量
  优点:承受轴向力时应力分布均匀;当长泾比较小时,受横向偏心的分力的影响较小。
  3.加速度测量
  4.位移的测量
  5.振幅的测量
  6.厚度测量
  7.转速测量
  8.涡流探伤

变磁阻式传感器:变磁阻式传感器  第2张

变磁阻式传感器:变磁阻式传感器组成_变磁阻式传感器工作原理

  变磁阻式传感器组成
  变磁阻式传感器(又称自感式电感传感器)属于电感式传感器的一种。它是利用线圈自感量的变化来实现测量的,它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。

  变磁阻式传感器特点
  1.结构简单:工作中没有活动电接触点,因而比电位器工作可靠,寿命长。
  2.灵敏度高分辨率大:能测出0.01um甚至更小的机械位移变化,能感受小到0.1的微小角度变化,传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每一毫米可达数百毫伏,因此有利于信号的传输与放大。
  3.重复性好线信度优良:在一定位移范围内,输出特性的线性度好,并且比较稳定,高精度的变磁组式传感器,非线性误差仅0.1%。4.缺点:存在交流零位信号,不易于高频动态测量。

  变磁阻式传感器工作原理
  将位移、转速、加速度等非电物理量转换为磁阻变化的传感器。它包括电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器。
  变磁阻式转速传感器 它属于变磁阻式传感器。变磁阻式传感器的三种基本类型,电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器都可制成转速传感器。电感式转速传感器应用较广,它利用磁通变化而产生感应电势,其电势大小取决于磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两种。开磁路式转速传感器结构比较简单,输出信号较小,不宜在振动剧烈的场合使用。闭磁路式转速传感器由装在转轴上的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成。内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连接到被测轴上一起转动时,由于内、外齿轮的相对运动,产生磁阻变化,在线圈中产生交流感应电势。测出电势的大小便可测出相应转速值。

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