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德國turck電感式傳感器的工作原理描述
點擊次數(shù):639 更新時間:2023-05-29

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。

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,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(dāng)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。

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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,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。

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