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①無活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長;
②分辨率高;
③靈敏度高;
④線性度高、重復(fù)性好;
⑤測量范圍寬(測量范圍大時(shí)分辨率低);
⑥無輸入時(shí)有零位輸出電壓,引起測量誤差;
⑦對激勵(lì)電源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高;
⑧不適用于高頻動(dòng)態(tài)測量。

電感式傳感器主要用于位移測量和可以轉(zhuǎn)換成位移變化的機(jī)械量(如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動(dòng)、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等)的測量。常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。在實(shí)際應(yīng)用中,這三種傳感器多制成差動(dòng)式,以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。

變間隙型電感傳感器：這種傳感器的氣隙δ隨被測量的變化而改變,從而改變磁阻(圖1)。它的靈敏度和非線性都隨氣隙的增大而減小,因此常常要考慮兩者兼顧。δ一般取在0.1~0.5毫米之間。

變面積型電感傳感器：這種傳感器的鐵芯和銜鐵之間的相對覆蓋面積(即磁通截面)隨被測量的變化而改變,從而改變磁阻(圖2)。它的靈敏度為常數(shù),線性度也很好。

螺管插鐵型電感傳感器：它由螺管線圈和與被測物體相連的柱型銜鐵構(gòu)成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻的變化。銜鐵隨被測物體移動(dòng)時(shí)改變了線圈的電感量。這種傳感器的量程大,靈敏度低,結(jié)構(gòu)簡單,便于制作。

2、差動(dòng)變壓器式傳感器——互感式

3、電渦流式傳感器——電渦流式

2、現(xiàn)場抗干擾能力。這個(gè)是不容忽視的問題,普通電感式傳感器容易被電機(jī)或變頻器干擾,很多技術(shù)人員只對在此附近的應(yīng)用選擇相應(yīng)強(qiáng)抗電磁干擾的傳感器。但在汽車制造車間,廠房大,現(xiàn)場技術(shù)人員習(xí)慣使用對講機(jī)溝通,尤其是邊走邊用對講機(jī)對話時(shí),會(huì)不經(jīng)意的靠近傳感器,導(dǎo)致短暫失效。

3、安裝方面。隨著電感式傳感器的普及,傳感器不僅僅在電氣性能方面有所提升,其機(jī)械方面的設(shè)計(jì)也越來越人性化。要在最大程度的實(shí)現(xiàn)人性化安裝。減少了多種近似產(chǎn)品的備貨和減少了安裝、維護(hù)的時(shí)間。

4、穩(wěn)定運(yùn)行的保障。在車廠的使用中,要杜絕任何油污、塵污的侵蝕。另外,滑翹經(jīng)過軌道時(shí),震動(dòng)是長期存在的,優(yōu)異的抗震動(dòng)性同樣是有著非常重要的作用。

變磁阻式傳感器工作原理

如圖:

變磁阻式傳感器輸出特性

如圖:

變磁阻式傳感器測量電路

1、交流電橋式測量電路

2、變壓器式測量電路

3、諧振式測量電路

差動(dòng)變壓器式傳感器

互感式傳感器——把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器

差動(dòng)變壓器式傳感器——次級繞組用差動(dòng)形式

結(jié)構(gòu):變隙式、變面積式、螺線管式

優(yōu)點(diǎn):測量精度高、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠

螺線管差動(dòng)變壓器工作原理

銜鐵在平衡位置時(shí)……

活動(dòng)銜鐵向上移動(dòng)時(shí),由于磁阻的影響, w2a中磁通將大于w2b, 使M1>M2 ，……

反之……

即:當(dāng)銜鐵位移發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓會(huì)隨之發(fā)生變化

螺線管式差動(dòng)變壓器基本特性

零點(diǎn)殘余電壓及補(bǔ)償

零點(diǎn)殘余電壓主要是由傳感器的兩次級繞組的電氣參數(shù)與幾何尺寸不對稱，以及磁性材料的非線性等問題引起的。(基波、高次諧波)

差動(dòng)式變壓器測量電路

兩個(gè)目的:(1)辨別移動(dòng)方向(2)消除零點(diǎn)殘余電壓

兩種方法:(1)差動(dòng)整流電路(2)相敏檢波電路

1、差動(dòng)整流電路

2、相敏檢波電路

1、結(jié)構(gòu)簡單,傳感器無活動(dòng)電觸點(diǎn),因此工作可靠壽命長。

2、靈敏度和分辨力高,能測出0.01微米的位移變化。傳感器的輸出信號強(qiáng),電壓靈敏度一般每毫米的位移可達(dá)數(shù)百毫伏的輸出。

3、線性度和重復(fù)性都比較好,在一定位移范圍(幾十微米至數(shù)毫米)內(nèi),傳感器非線性誤差可達(dá)0.05%~0.1%。同時(shí),這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制,它在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛被采用。但不足的是,它有頻率響應(yīng)較低,不宜快速動(dòng)態(tài)測控等缺點(diǎn)。

電感式傳感器種類很多,常見的有自感式,互感式和渦流式三種。

不同外形尺寸,其額定檢測距離一般至多到100mm。通常狀態(tài)下,各廠家對于其標(biāo)稱的檢測距離為在實(shí)驗(yàn)室條件下測得的額定檢測距離。實(shí)際應(yīng)用中,考慮到各方面的環(huán)境因素,其可靠檢測距離約為額定檢測距離的80%,但對于被測物是有一定要求的。由于應(yīng)用現(xiàn)場的被測物材料的導(dǎo)磁性和尺寸大小,一般情況下達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)被測物的要求,那么傳感器的檢測距離會(huì)進(jìn)一步的衰減,這也就是很多用戶感覺電感傳感器的檢測距離比廠家標(biāo)稱的小很多的原因。在這種非標(biāo)檢測的情況下,各廠家及其不同系列產(chǎn)品的差異較大。另外,更深入的講,在抗電磁干擾性、環(huán)境溫度、電壓擾動(dòng)以及安裝要求等方面,都存在著差異。

選擇合適的傳感器,會(huì)大幅提升設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性,也最大的可能性減少傳感器的失效或損毀,減少不必要的維護(hù)投入。汽車制造業(yè)在生產(chǎn)過程中,大量使用電感式傳感器作為定位檢測,如何針對此行業(yè)選擇最適合的產(chǎn)品,顯得尤為重要。

2、現(xiàn)場抗干擾能力。這個(gè)是不容忽視的問題,普通電感式傳感器容易被電機(jī)或變頻器干擾,很多技術(shù)人員只對在此附近的應(yīng)用選擇相應(yīng)強(qiáng)抗電磁干擾的傳感器。但在汽車制造車間,廠房大,現(xiàn)場技術(shù)人員習(xí)慣使用對講機(jī)溝通,尤其是邊走邊用對講機(jī)對話時(shí),會(huì)不經(jīng)意的靠近傳感器,導(dǎo)致短暫失效。

3、安裝方面。隨著電感式傳感器的普及,傳感器不僅僅在電氣性能方面有所提升,其機(jī)械方面的設(shè)計(jì)也越來越人性化。要在最大程度的實(shí)現(xiàn)人性化安裝。減少了多種近似產(chǎn)品的備貨和減少了安裝、維護(hù)的時(shí)間。

4、穩(wěn)定運(yùn)行的保障。在車廠的使用中,要杜絕任何油污、塵污的侵蝕。另外,滑翹經(jīng)過軌道時(shí),震動(dòng)是長期存在的,優(yōu)異的抗震動(dòng)性同樣是有著非常重要的作用。