自感式传感器的工作原理示意图4源自线圈 铁心衔铁 ⊿δ
变气隙式自感传感器结构
δ
由于 Nm LI,
Fm
NI,m
Fm Rm
可得： L N 2
Rm
磁路的总磁阻可表示为：
Rm
li 2 iSi 0S
近似计算出线圈的电感量为：
L N 2S0 2
当线圈匝数N为常数时，电感L仅仅是磁路
中磁阻的函数，只要改变 或S均可导致电感变
l 衔铁
x
线圈
螺管型电感传感器
这种传感器结构简单，制作容易，灵敏度较低，适用 于测量较大的位移量。
8
2ra r
3 电涡流式传感器
电涡流式传感器的工作原理
➢根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置 于变化的磁场中，导体内将产生呈涡旋状的 感应电流，称之为电涡流或涡流，这种现象 称为涡流效应。
➢电涡流传感器是利用电涡流效应，将位移、 温度等非电量转换为阻抗的变化或电感的变 化从而进行非电量电测的。
芯与衔铁由硅钢片或坡莫合金等导磁材料制成。
自感式传感器结构图
3
自感式传感器的工作原理
➢ 自感式传感器是把被测量变化转换成自感L的变化， 通过一定的转换电路转换成电压或电流输出。
➢ 传感器在使用时，其运动部分与动铁心（衔铁）相
连，当动铁芯移动时，铁芯与衔铁间的气隙厚度
发生改变，引起磁路磁阻变化，导致线圈电感值发 生改变，只要测量电感量的变化，就能确定动铁芯 的位移量的大小和方向。
6
变面积式自感传感器：
铁芯 衔铁
线圈
δ
L N 2S0 2
变面积式自感传感器结构
灵敏度为： k dL N20 dS 2
由于漏感等原因，其线性区范围较小，灵敏度也较低， 因此，在工业中应用得不多。
7
螺管式自感传感器：
传感器工作时，衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起 螺管线圈电感量的变化。
对于长螺管线圈l>>r，当衔铁工作在螺管的中部时， 可以认为线圈内磁场强度是均匀的，线圈电感量L与衔铁的 插入深度l大致上成正比。
化。因此变磁阻式传感器又可分为变气隙 厚
度的传感器和变气隙面积S的传感器。
5
➢当铁芯的结构和材料确定后，自感L是气隙厚
度 和气隙磁通截面积S的函数，即 Lf(,S) 。
➢如果S保持不变，则L为 的单值函数，可
构成变气隙型自感传感器；如果保持 不 变，使S随位移而变，则可构成变截面型自 感传感器；如果在线圈中放入圆柱形衔铁， 当衔铁上下移动时，自感量将相应变化，就 构成了螺线管型自感传感器。
➢目前生产的变间隙位移传感器，器量程范围 为300m～800mm。
9
电涡流式传感器示意图
▪ 将块状金属导体置于通有交变电流的传感器线圈磁 场中。根据法拉第电磁感应原理，由于电流的变化， 在线圈周围就产生一个交变磁场，当被测导体置于 该磁场范围之内，被测导体内便产生电涡流，电涡 流也将产生一个新磁场，和方向相反，抵消部分原 磁场，从而导致线圈的电感量、阻抗和品质因素发 生变化。
➢ 当厚度变化 △δ时, 输出电压 = 2U±△U ,可将△U放大输出显示带材厚
度变化。 实际应用时，给定厚度δ ，当厚度变化时与厚度变化值△δ的代 数和就是被测带材厚度。
电涡流金属板、带材厚度测量
14
7
15
第9题 变气隙式电感测微仪
16
工作原理
▪ 当被测物体的高度变化时，测杆带动可动 铁芯移动，导致可动铁芯与衔铁之间的距 离发生变化，从而使电感发生变化，使测 量电路的指示仪表的系数发生变化，从而 得知物体的高度。属于变气隙式电感传感 器
通过测量U2检测金属板的厚度。
• 透射式涡流传感器可检测1～100mm范围。
13
5.测厚（高频反射式涡流厚度传感器）
➢ 为克服带材不平或因振动引起的干扰，可采用两个电涡流传 感器S1、S2 分别放置在被测金属两侧，同时检测两个方向距离 X1、X2。
➢ 当厚度不变时，两传感器与上下表面距离 x1+ x2 = 常数; 传感器输出电压之和（假设为 2U），数值不变；
第六章 电感式传感器
1
概述
电感式传感器的定义 ➢利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈
自感系数 L或互感系数 M的变化，再由测
量电路转换为电压或电流的变化量输出，这 种装置称为电感式传感器。
被测非电量 电磁 自感系数L 测量 U、I、f 感应 互感系数M 电路
2
1 自感式传感器
自感式传感器的结构 ➢ 自感式传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁
➢ 在金属板的上下方分别设有发射传感器线圈L1和接收传感 器线圈L2，L1加低频电压U1时，L1上产生交变磁通。
• 无金属板时，磁通直接耦合至L2 ，L2产生感应电压；
• 如果金属板放置两线圈之间，线圈L1在金属板中产生电涡流，磁场能量
受到损耗，使达到L2的磁通减弱，最终使L2上感应电动势减弱。
• 金属板越厚，涡流磁能损失越多，下线圈L2上感应电动势输出U2越小。
17
11 加速度传感器
1 －悬臂梁（弹性体）； 2 －差动变压器
F=ma F=kDx Dx=ma/k
移动的距离与加速度成正比。因此,在变压器一次绕组加
励磁Ui,在二次绕阻有U0输出。对U0放大,相敏检波、低通
滤波,可得与加速度大小、方向对应的直流电压信号。
18
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
10
电涡流式传感器的应用电路
1.电磁炉 ▪ 电磁炉是我们日常生活中必备的家用电器之一，
涡流传感器是其核心器件之一，高频电流通过 励磁线圈，产生交变磁场；在铁质锅底会产生 无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅内的 食物。
11
电磁炉工作示意图
电磁炉内部励磁线圈
12
5.测厚（低频透射式涡流厚度传感器）
20
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
19
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日