把被測位移變化轉(zhuǎn)變?yōu)榫€圈自感系數(shù)變化的傳感器稱作自感式位移傳感器。因為自感系數(shù)常稱作電感系數(shù),所以自感式位移傳感器也常稱作電感式位移傳感器。
具體來說,當線圈通以交流電信號時,會產(chǎn)生交變磁場。如果將一個金屬芯(如鐵芯)放置在線圈內(nèi)部,由于金屬芯的導電性,它會在磁場中形成一個環(huán)形電路,并在電路內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流。這個感應(yīng)電流會形成一個反向磁場,與線圈產(chǎn)生的磁場進行抵消,從而降低線圈中的總磁通量。
當金屬芯發(fā)生位移時,環(huán)形電路的長度也會發(fā)生變化,從而改變了電路的感應(yīng)電阻和感應(yīng)電感。這些變化會影響到電路中的感應(yīng)電流和反向磁場,進而改變了線圈中的總磁通量。通過檢測線圈中的磁通量的變化,可以計算出金屬芯的位移量。
根據(jù)被測位移改變磁阻的方式,它又分為變氣隙型、變面積型和螺線管型三種。圖是單自感式位移傳感器的基本結(jié)構(gòu)示意圖。在這三種類型中最常用的是變氣隙型和螺線管型兩種,現(xiàn)分別介紹如下。
自感式位移傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高、靈敏度高和測量范圍廣等優(yōu)點。它廣泛應(yīng)用于石油、煤炭、鋼鐵、船舶、隧道、醫(yī)療設(shè)備、大壩、機械、物探儀器、地質(zhì)、巖土、石油、礦山、管道、測斜導管、鐵路、港口、水利、高層建筑等行業(yè),用于測量各種物體的位移、角度、傾斜等參數(shù)。
然而,自感式位移傳感器也存在一些缺點,例如頻率響應(yīng)低,動態(tài)特性較差,不適宜高頻振動測量。此外,其消耗功率較大,尤其是單極式電感傳感器,這是由于有較大的電磁吸力的緣故。
為了將電感量的變化轉(zhuǎn)換為可測量的信號,需要使用轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)換電路可以將電感變化轉(zhuǎn)換成電壓(或電流)的變化,從而方便后續(xù)電路進行處理和顯示。在自感式傳感器中,調(diào)幅電路用得較多,調(diào)頻、調(diào)相電路用得較少。
自感式位移傳感器特性
自感式位移傳感器是一種常用的位移測量傳感器,具有以下特性:
1. 非接觸式測量:自感式位移傳感器通常無需與被測物體接觸,能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式的位移測量,避免了摩擦和磨損對測量精度的影響。
2. 高精度:自感式位移傳感器具有較高的測量精度,能夠?qū)崿F(xiàn)對位移變化的精準監(jiān)測和測量,適用于對位移精度要求較高的應(yīng)用場景。
3. 高靈敏度:自感式位移傳感器對位移變化具有較高的靈敏度,能夠?qū)崟r、準確地捕捉和反映被測物體的位置變化。
4. 高穩(wěn)定性:自感式位移傳感器通常具有較好的穩(wěn)定性和可靠性,能夠在長時間使用過程中保持較高的測量準確度和穩(wěn)定性。
5. 快速響應(yīng):自感式位移傳感器響應(yīng)速度較快,能夠迅速地對位移變化做出反應(yīng),適用于對測量速度要求較高的場景。
6. 抗干擾能力強:自感式位移傳感器通常具有較好的抗干擾能力,能夠在復(fù)雜的工作環(huán)境中穩(wěn)定可靠地工作,減少外部干擾對測量結(jié)果的影響。
自感式位移傳感器有哪幾種
自感式位移傳感器是一種常用的測量裝置,根據(jù)不同的工作原理和結(jié)構(gòu)形式,可以分為幾種常見類型,包括:
1. 感應(yīng)式位移傳感器:利用感應(yīng)線圈和磁芯的工作原理來實現(xiàn)位移測量,通過感應(yīng)線圈中的感應(yīng)電壓變化來確定被測位移的大小。
2. 變壓式位移傳感器:通過改變磁路長度或磁通量的方式,使傳感器的輸出電壓或信號發(fā)生變化,從而實現(xiàn)位移測量。
3. 阻變式位移傳感器:通過測量電阻值的變化來確定被測位置的傳感器,其原理是隨著位置的改變,傳感器內(nèi)部的電阻值發(fā)生相應(yīng)變化。
4. 容變式位移傳感器:利用電容的變化來測量位置的傳感器,通過電容量的變化反映被測位移的大小。
這些自感式位移傳感器在不同的應(yīng)用場景中具有各自的優(yōu)勢和特點,可根據(jù)具體的測量要求和環(huán)境條件選擇合適的傳感器類型。
審核編輯:黃飛
-
傳感器
+關(guān)注
關(guān)注
2542文章
50260瀏覽量
750154 -
線圈
+關(guān)注
關(guān)注
14文章
1798瀏覽量
44287 -
位移傳感器
+關(guān)注
關(guān)注
5文章
960瀏覽量
34159 -
磁芯
+關(guān)注
關(guān)注
6文章
280瀏覽量
23023 -
感應(yīng)電流
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
87瀏覽量
11919
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論