互感传感器:互感式传感器 互感是电路重要的特性之一

2021/11/10 12:15 · 传感器知识资讯 ·  · 互感传感器:互感式传感器 互感是电路重要的特性之一已关闭评论
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互感传感器:互感式传感器互感是电路重要的特性之一原标题:互感式传感器互感是电路重要的特性之一引言:互感是电路非常重要的特性之一。通过它,世界上的电力从发电机电压转换为传输线电压,然后再转换为适合我们的电机和电灯的电压。然而,与自感、电容和电阻的测量相比,互感的测量并不重要。文章将主要介绍与互感式传感器有关的知识,仅供参考。传感器多年来一直在制造中

互感传感器:互感式传感器 互感是电路重要的特性之一  第1张

互感传感器:互感式传感器 互感是电路重要的特性之一

原标题:互感式传感器 互感是电路重要的特性之一

引言:互感是电路非常重要的特性之一。通过它,世界上的电力从发电机电压转换为传输线电压,然后再转换为适合我们的电机和电灯的电压。然而,与自感、电容和电阻的测量相比,互感的测量并不重要。文章将主要介绍与互感式传感器有关的知识,仅供参考。

传感器多年来一直在制造中发挥作用,但直到近期,它们在很大程度上仍受到系统噪声、信号衰减和响应动态等问题的限制。

传感器设备随着功能的增加,其整体设备体积可以非常小并且非常灵活,凭借该优势传感器可以连接到较大传感器设备难以触及且有潜在危险的设备上,使设备变成高科技智能,这种传感和信号处理功能的融合正在重新定义传感器领域。

什么是互感
互感定义是指当两个线圈靠近而不是这两个线圈中的任何一个中的磁场时,直接与另一个线圈连接。这直接导致第二线圈中电压的发展。一个线圈影响或修改另一个线圈中的电压和电流值的这种情况称为互感特性。而互感式传感器就是利用互感的特性,其通常两个或更多的电感元百件,里面的电感元件都有较为紧密的电磁耦合。如电压互感器就是一种互感式传感器。

互感式传感器

互感也可以带来一些不好的东西,即漏感和杂散电感。当它们从一个线圈释放时,它们会通过电磁感应过程影响另一个元件的功能。因此,可能需要采用某种方法进行电气屏蔽以降低电位。

如果一个线圈紧挨着另一个线圈放置,因此它们之间的物理距离很小,那么几乎所有由第一个线圈产生的磁通量都将与第二个线圈的线圈匝相互作用,从而产生相对较大的电动势,从而产生互感值大。同样,如果两个线圈彼此相距较远或处于不同角度,则从第一个线圈到第二个线圈的感应磁通量将较弱,产生的感应电动势小得多,因此互感值小得多。

互感式传感器
互感式传感器按照互感的原理,将被测的非电量转化成线圈间互感量的改变。使用互感式传感器,可以测量位移、压力、振动、应变等参数。互感式传感器灵敏度较高、输出功率大、测量精度高、输出阻抗小等优势,因此被广泛应用于机电控制系统中。

互感传感器、自感传感器以及涡流传感器等传感器都是电感式传感器的种类,互感是变压器、电动机、发电机和任何其他与另一个磁场相互作用的电气组件的基本工作原理。可以将互感定义为在一个线圈中流动的电流在相邻线圈中感应出电压。如果总磁通量中的一些与两个线圈链接,则该磁通量可以定义为线圈之间可能的总磁通量的一部分。

互感式传感器

电流互感式传感器的基本原理与电力变压器相同。与电力变压器一样,电流互感式传感器也包含初级和次级绕组。当交流电流过初级绕组时,会产生交变磁通,然后在次级绕组中感应出交流电。对于电流互感式传感器,负载阻抗或“负载”非常小。因此互感式传感器在短路条件下运行。

文章主要介绍了互感式传感器的相关知识,浏览文章能够了解到互感传感器、自感传感器以及涡流传感器等传感器都是电感式传感器的种类,互感是变压器、电动机、发电机和任何其他与另一个磁场相互作用的电气组件的基本工作原理。

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电解电导率的测量用于确定溶液中溶解的电离物质的量。最常见的方法是测量置于溶液中的两个金属电极之间的电导率。感应电导率是在位于传感器内部的两个环形磁线圈之间进行的非接触式电导率测量,这些线圈通过溶液的电导率进行感应耦合。由于环形线圈位于传感器的PVDF(聚偏二氟乙烯)主体内部,因此电感式传感器非常适用于会发生腐蚀或金属电极涂层的应用。电感式传感器在较高的电导率范围和涂层存在问题的应用中表现出色。耐化学腐蚀的PVDF(KYNAR)主体非常适合腐蚀性环境。这些传感器非常适合测量高电导率溶液和百分比浓度测量。电感式传感器的测量范围为50S至1000mS。3S-S80型电感式电导率传感器与其他3S-S80传感器具有相同的”直径主体。有多种安装方法可供选择,通过压缩配件插入管道或阀门可伸缩设计,以便在不关闭流量的情况下进入和移除管道。也可浸入带有立管和各种流通池的储罐或通道。有多种安装方法可供选择,通过压缩配件插入管道或阀门可伸缩设计,以便在不关闭流量的情况下进入和移除管道。也可浸入带有立管和各种流通池的储罐或通道。有多种安装方法可供选择,通过压缩配件插入管道或阀门可伸缩设计,以便在不关闭流量的情况下进入和移除管道。也可浸入带有立管和各种流通池的储罐或通道。

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电感传感器
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电感传感器是将被测量转换为线圈的自感或互感的变化来测量的装置。电感传感器还可用作磁敏速度开关、齿轮龄条测速等。
中文名
电感传感器
原 理
自感或互感
用 处
用作磁敏速度开关、齿轮龄条测速等
类 别
科学
应用领域
纺织、化纤、机床、机械、冶金
特 点
无活动触点、可靠度高、寿命长等
目录
1
应用
2
原理
3
特点
4
分类
5
测试电路
电感传感器应用
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语音
带有模拟输出的电感式接近传感器是一种测量式控制位置偏差的电子信号发生器,其用途非常广泛。例如:可测量弯曲和偏移;可测量振荡的振幅高度;可控制尺寸的稳定性;可控制定位;可控制对中心率或偏心率。电感传感器还可用作磁敏速度开关、齿轮齿条测速等,该类传感器广泛应用于纺织、化纤、机床、机械、冶金、机车汽车等行业的链轮齿速度检测,链输送带的速度和距离检测,齿轮齿计数转速表及汽车防护系统的控制等。另外该类传感器还可用在给料管系统中小物体检测、物体喷出控制、断线监测、小零件区分、厚度检测和位置控制等 。
电感传感器原理
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语音
由铁心和线圈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导磁系数都是一定的,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。
电感传感器特点
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语音
电感式传感器的特点是: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、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等)的测量。
电感传感器分类
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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,这三种传感器多制成差动式,以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。变间隙型电感传感器:这种传感器的气隙δ随被测量的变化而改变,从而改变磁阻。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。δ一般取在0.1~0.5毫米之间。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。它的灵敏度为常数,线性度也很好。螺管插铁型电感传感器:它由螺管线圈和和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上磁阻的变化。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。
电感传感器测试电路
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语音
电感传感器测量线路主要采用交流电桥。交流电桥的固定桥臂可以是电阻、变压器的次级绕组或紧耦合的电感。需要指出的是,紧耦合电感电桥无论是在灵敏度指标上还是在电桥的平衡上都更优越。简单自感传感器的测量线路,该线路的输出量是电流。该线路在精密测量中存在如下一些缺点:线性工作范围窄;无输入时就存在起始电流,因此不能实现零输入时零输出的要求,且激磁电流产生的磁场使衔铁产生附加位移将引起测量误差。将简单自感传感器的自感量转换成电的频率变化的设想是:将简单自感传感器与电容器构成一振荡器的线路,于是振荡器的振荡频率便是传感器自感量的函数。实现上述设想的典型线路,这是一个电容三点式振荡器。
[1]
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参考资料
1.

佳工机电网:电感传感器测试电路
[引用日期2012-12-19]
互感传感器:互感式传感器 互感是电路重要的特性之一  第2张

互感传感器:电感式传感器

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电感式传感器
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电感式传感器是利用线圈自感或互感系数的变化来实现非电量电测的一种装置。利用电感式传感器,能对位移、压力、振动、应变、流量等参数进行测量。它具有结构简单、灵敏度高、输出功率大、输出阻抗小、抗干扰能力强及测量精度高等一系列优点,因此在机电控制系统中得到广泛的应用。它的主要缺点是响应较慢,不宜于快速动态测量,而且传感器的分辨率与测量范围有关,测量范围大,分辨率低,反之则高。
[1]
中文名
电感式传感器
外文名
Inductance Type Transducer
应用学科
物理
自感式
变磁阻式传感器
互感式
差动变压器式传感器
目录
1
概述
2
工作原理
?
变磁阻式传感器
?
差动变压器式传感器
?
电涡流式传感器
3
分类
?
变间隙型电感传感器
?
改变面积型电感传感器
?
螺管插铁型电感传感器
4
应用
5
优缺点
6
产品选购
7
产品要求
电感式传感器概述
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语音
电感式传感器利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、 振动等转换成线圈自感量L或互感量M的变化, 再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。电感式传感器具有结构简单, 工作可靠, 测量精度高, 零点稳定, 输出功率较大等一系列优点, 其主要缺点是灵敏度、线性度和测量范围相互制约, 传感器自身频率响应低, 不适用于快速动态测量。电感式传感器种类很多,常见的有自感式传感器,互感式传感器和电涡流式传感器三种。
电感式传感器工作原理
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语音
电感式传感器的工作原理是电磁感应。它是把被测量如位移等,转换为电感量变化的一种装置。按照转换方式的不同,可分为自感式(包括可变磁阻式与涡流式)和互感式(差动变压器式)两种
[2]

电感式传感器变磁阻式传感器
图1
当一个线圈中电流i变化时,该电流产生的磁通Φ也随之变化,因而在线圈本身产生感应电势e,这种现象称之为自感。产生的感应电势称为自感电势。变磁阻式传感器的结构如图1所示。它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成,在铁芯和衔铁之间有气隙,气隙厚度为δ,传感器的运动部分与衔铁相连。当衔铁移动时,气隙厚度δ发生改变,引起磁路中磁阻变化,从而导致电感线圈的电感值变化,因此只要能测出这种电感量的变化,就能确定衔铁位移量的大小和方向。特点:变磁阻式传感器具有很高的灵敏度,这样对待测信号的放大倍数要求低。但是受气隙δ宽度的影响,该类传感器的测量范围很小。可变磁阻式传感器自感自感L与气隙δ成反比,而与气隙导磁截面积S0成正比。灵敏度S与气隙长度δ的平方成反比,δ愈小,灵敏度S愈高。为了减小非线性误差,在实际应用中,一般取。这种传感器适用于较小位移的测量,一般约为0.001~1 mm。
电感式传感器差动变压器式传感器
互感型传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感现象,将被测位移量转换成线圈互感的变化。由于常采用两个次级线圈组成差动式,故又称差动变压器式传感器。差动变压器式传感器输出的电压是交流量,如用交流电压表指示,则输出值只能反应铁芯位移的大小,而不能反应移动的极性;同时,交流电压输出存在一定的零点残余电压,使活动衔铁位于中间位置时,输出也不为零。因此,差动变压器式传感器的后接电路应采用既能反应铁芯位移极性,又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。
图2
把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的,并且次级绕组用差动形式连接,故称差动变压器式传感器。差动变压器结构形式较多,有变隙式、变面积式和螺线管式等。变隙式传感器的结构原理如图2所示。图2中r1a与L1a , r1b与L1b , r2a与L2a , r2b与L2b,分别为W1a , W1b , W2a, W2b绕阻的直流电阻与电感。
电感式传感器电涡流式传感器
图3
金属导体置于变化着的磁场中,导体内就会产生感应电流,这种电流像水中旋涡一样在导体转圈,这种现象称为涡流效应。电涡流式传感器结构示意图如图3所示。 根据法拉第定律,当传感器线圈通以正弦交变电流I1时,线圈周围空间必然产生正弦交变磁场H1,使置于此磁场中的金属导体中感应电涡流I2,I2又产生新的交变磁场H2。
电感式传感器分类
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语音
电感式传感器分为 3 种类型:改变气隙厚度 δ 的自感传感 器,即变间隙式电感传感;改变气隙截面 S 的自感传感器,即 变截面式电感传感器;同时改变气隙厚度 δ 和气隙截面 S 的自 感传感器,即螺管式电感传感器。
电感式传感器变间隙型电感传感器
这种传感器的气隙 δ 随被测量的变 化而改变,从而改变磁阻。 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. δ 一般取在 0. 1 ~ 0. 5 毫 米之间。
电感式传感器改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. 它的灵敏度为常数,线性度也很好。 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上磁阻 的变化。 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。
电感式传感器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上磁阻的变化。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。
电感式传感器应用
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语音
传感器作为采集和获取信息的工具,对系统的自动化检测和质量监测起着重要作用。电感式传感器是一种互感式电感传感器,它可将微小的机械量,如位移、振动、压力造成的长度、内径、外径、不平行度、不垂直度、偏心、椭圆度等非电量物理量的几何变化转换为电信号的微小变化,转化为电参数进行测量,是一种灵敏度较高的传感器,具有结构简单可靠、输出功率大、抗阻抗能力强、对工作环境要求不高、稳定性好等一系列优点,因而被广泛应用于各种工程物理量检测与自动控制系统中
[3]
。比如:用电感式位移传感器提高轴承制造的精度;用电感测微仪测量微小精密尺寸的变化;实现液压阀开口位置的精准测量;用于设计智能纺织品的柔性传感器;用电感传感器原理的孔径锥度误差测量仪;用电感传感器检测润滑油中磨粒;用电感传感器监测吊具导向轮等等
[4]
。电感传感器还可用作磁敏速度开关、齿轮龄条测速等,该类传感器广泛应用于纺织、化纤、机床、机械、冶金、机车汽车等行业的链轮齿速度检测,链 输送带的速度和距离检测,齿轮龄计数转速表及汽车防护系统的控制等。另外该类传感器还可用在给料管系统中小物体检测、物体喷出控制、断线监测、小零件区 分、厚度检测和位置控制等。电感式位移传感器利用导线制成特定的线圈绕组,根据其位移量的变化而使绕组线圈的白感量或是互感量发生变化来进行位移测量,因此根据其转换原理电感式位移传感器可分为自感型和互感型两大类。电感式位移传感器是一种机电转换装置,在现代工业生产科科学技术上,尤其是在白动控制系统、机械加工与测量行业中应用十分广泛
[5]

电感式传感器优缺点
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语音
电感式传感器的主要优点是:(1) 结构简单,可靠;(2) 灵敏度高,最高分辨力达0.1μm ;(3) 测量精确度高,输出线性度可达±0.1% ;(4) 输出功率较大,在某些情况下可不经放大,直接接二次仪表。其缺点是:(1) 传感器本身的频率响应不高,不适于快速动态测量;(2) 对激磁电源的频率和幅度的稳定度要求较高;(3) 传感器分辨力与测量范围有关,测量范围大,分辨力低,反之则高。
电感式传感器产品选购
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语音
(1) 方案选择在选择方案之前应首先弄清给定的技术指标,如示值范围、示值误差、分辨力、重复性误差、时漂、温漂、使用环境等。(2) 铁心材料的选择铁心材料选择的主要依据是要具有较高的导磁系数,较高的饱和磁感应强度和较小的磁滞损耗,剩磁 和矫顽磁力 都要小。另外,还要求电阻率大,居里点温度高,磁性能稳定,便于加工等。常用导磁材料有铁氧体、铁镍合金、硅钢片和纯铁。(3)电源频率的选择提高电源频率有下列优点:能提高线圈的品质因数;灵敏度有一定的提高;适当提高频率还有利于放大器的设计。但是,过高的电源频率也会带来缺点,如铁心涡流损耗增加;导线的集肤效应等会使灵敏度减低;增加寄生电容(包括线圈匝间电容)以及外界干扰的影响。
电感式传感器产品要求
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语音
1、检测距离的衰减性。滑翘为铁质,适合电感式传感器检测;而滑翘被测部分的尺寸略小于标准检测物尺寸(标准被测物尺寸为3倍额定检测距离,此应用中,标准尺寸应为120*120mm),这样的话就会有一定的衰减。2、现场抗干扰能力。这个是不容忽视的问题,普通电感式传感器容易被电机或变频器干扰,很多技术人员只对在此附近的应用选择相应强抗电磁干扰的传感器。但在汽车制造车间,厂房大,现场技术人员习惯使用对讲机沟通,尤其是边走边用对讲机对话时,会不经意的靠近传感器,导致短暂失效。3、安装方面。随着电感式传感器的普及,传感器不仅仅在电气性能方面有所提升,其机械方面的设计也越来越人性化。要在最大程度的实现人性化安装。减少了多种近似产品的备货和减少了安装、维护的时间。4、稳定运行的保障。在车厂的使用中,要杜绝任何油污、尘污的侵蚀。另外,滑翘经过轨道时,震动是长期存在的,优异的抗震动性同样是有着非常重要的作用
[6]

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电感式传感器具有哪些显著特点?
电感式传感器是利用线圈自感或互感的改变来实现测量的一种装置,被大量应用在各行各业,特别是机床行业和汽车制造等行业。电感式传感器通常由振荡器、开关电路及放大输出电路三大部分组成。其结构简单,无活动电触点,工作寿命长,而且灵敏度和分辨力高,输出信号强。线性度和重复性都比较好,能...
2020-11-200
长江传感
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电感式传感器在数控切割机中割炬定位及防碰撞保护的应用
数控切割机是工业领域在生产制造过程中的重要设备,更是型钢、钢板及钢管热切割中的必要工序。从早期替代手工下料,到现在完全依赖数控切割机。这类技术的发展为机械、冶金、化工、造船和桥梁等行业带来了巨大的生产力,如今已很难想象没有数控切割机的场景。伴随着工业自动化不断的发展,等离子...
2020-10-231
参考资料
1.

祝诗平.传感器与检测技术:北京大学出版社,中国林业出版社,2006年:114
2.

电感式传感器原理
.大比特商务网[引用日期2015-06-30]
3.

电感式传感器应用于自动化生产线
.中国移动物联网[引用日期2013-06-21]
4.

陈宏. 电感式传感器最佳工作条件[J]. 实验室研究与探索,2016,03:32-36+55.
5.

秦亮亮. 开关电感式位移传感器的研究与设计[D].东北农业大学,2013.
6.

陈杰.传感器与检测技术:高等教育出版社,2002.8:45

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