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电感传感器的基本工作原理演示
F
准备工作
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220V
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电感传感器的基本工作原理演示
F
气隙变小，电感变大，电流变小
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电感传感器的基本工作原理
当铁心的气隙较大时，磁路的磁阻 Rm也较大，线圈的电感量L和感抗XL 较 小，所以电流I 较大。当铁心闭合时， 磁阻变小、电感变大，电流减小。
请分析：灵敏度、 线性度有何变化
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差动式电感传感器的特性
从结构图可以看出，差动式电感传感器 对外界影响，如温度的变化、电源频率的变 化等基本上可以互相抵消，衔铁承受的电磁 吸力也较小，从而减小了测量误差。
从曲线图可以看出，差动式电感传
感器的线性较好，且输出曲线较陡，
灵敏度约为非差动式电感传感器的两
图3-14 滚柱直径分选装置 1—气缸 2—活塞 3—推杆 4—被测滚柱 5—落料管 6—电感测微器 7—钨钢测头 8— 限位挡板 05.12.2020 9—电磁翻板 10—容器（料斗） 28
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自感式电感传感器常见的形式
变隙式
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变截面式
螺线管式
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4、 差动电感传感器
单一的自感传感器的缺点：
1、工作时电感线圈一直有电流通过，衔铁始终受到 单向电磁力的作用（吸引力），不能反映被测量的 的变化方向。 2、易受到外界干扰。如：电源电压、频率变化，温 度影响线圈电阻都会使输出产生误差。
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差动变压器式传感器的等效电路
结构特点：
两个二次线圈
反向串联，组
成差动输出形
式。
请将二次
线圈N21、N22的 有关端点正确地
连接起来，并指
出哪两个为输出 端点。
标有黑点的一端称为同名端，通俗说法是指线圈的“头”
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灵敏度与线性度
差动变压器的灵敏度一般可达 0.5~5V/mm，行程越小，灵敏度越高。
2.3 电感式传感器
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电感式传感器工作原理
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为电感量的一种装置。
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2.3.1 自感式传感器
先看一个实验：
将一只380V交流接触器线圈与交流 毫安表串联后，接到机床用控制变压器 的36V交流电压源上，如图所示。这时 毫安表的示值约为几十毫安。用手慢慢 将接触器的活动铁心（称为衔铁）往下 按，我们会发现毫安表的读数逐渐减小。 当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时， 毫安表的读数只剩下十几毫安。
L N20 A 2
变间隙型电 传感器
电感式传感器
自感型
变面积型电 传感器
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互感型
螺线管型电 传感器
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1、变隙式自感传感器
L N 20 A 2
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2、变截面式自感传感器
可变导磁面积型
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3、螺管型电感式传感器
单螺管线圈：结构简单，灵敏度低，适合于较大位移测量。
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差动整流的特点
电路是以两个桥路整流后的直 流电压之差作为输出的，所以称为 差动整流电路。它不但可以反映位 移的大小（电压的幅值），还可以 反映位移的方向。
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2.3.3 电感式传感器的应用
一、位移测量
轴向式电感 测微器的外形
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航空插头
红宝石测头
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其他电感测微头
器二次线圈N21、
N22的有关端点按 全波整流电路的要
＋
求正确地连接起来。
＋
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差动变压器式传感器的工作原理
差动变压器式传感器是把被测位移量转换 为一次线圈与二次线圈间的互感量M的变化的 装置。当一次线圈接入激励电源之后，二次线 圈就将产生感应电动势，当两者间的互感量变 化时，感应电动势也相应变化。由于两个二次 线圈采用差动接法，故称为差动变压器。目前 应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器。
倍。
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自感式电感传感器测量转换电路
测量转换电路的作用是将电感量的变化转换成 电压或电流的变化，以便用仪表指示出来。但若仅采 用电桥电路和普通的检波电路，则只能判别位移的大 小，却无法判别输出的相位和位移的方向。
如果在输出电压送到指示仪前，经过一个能判别 相位的检波电路，则不但可以反映位移的大小（的幅 值），还可以反映位移的方向（的相位）。这种检波 电路称为相敏检波电路。
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2.3.2 差动变压器式传感器
电源中用到的“单相变压器”有一个一次线圈
（又称为初级线圈），有若干个二次线圈（又称次级
线次圈线）圈。 中当 产一 生次 感线应圈电加压上UO交。流在激全磁波电整压流U电i后路，中将，在两二个 二次线圈串联，总电压等于两个二次线圈的电压之和。
＋
请将单相变压
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差动电感传感器的特点
在变隙式差动电 感传感器中，当衔铁 随被测量移动而偏离 中间位置时，两个线 圈的电感量一个增加， 一个减小，形成差动 形式。
1-差动线圈 2-铁心 3-衔铁 4-测杆 5-工件
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差动电感传感器的特点
曲线1、2为L1、L2 的特性， 曲线3为差动特性
为了提高灵敏度，励磁电压在10V左 右为宜。电源频率以1~10kHz为好。
差动变压器线性范围约为线圈骨架 长度的1/10左右。 例：欲测量20mm2mm轴的直径误 差，应选择线圈骨架长度为多少的差动变 压器（或电感传感器）为宜 ？
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测量电路
（以差动整流 为例）
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I U U U (31)
Z X L 2 fL
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电感量计算公式 ：
L N20 A 2
N：线圈匝数；A ：气隙的有效截面积；
0 ：真空磁导率； ：气隙厚度。
请分析电感量L与气隙厚度及气隙的
有效截面积A之间的关系，并讨论有关线性 度的问题。
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电感式传感器分类
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模拟式及数字式 电感测微仪
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轴向式电感测微器的内部结构
1—引线电缆 2—固定磁筒
3—衔铁
4—线圈
5—测力弹簧 6—防转销
7—钢球导轨（直线轴承）
8—测杆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9—密封套
10—测端 11—被测工件
12—基准面
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二、电感式滚柱直径分选装置