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課程設計報告

位移傳感器

學院信息工程與自動化學院

學科專業測控121

姓名

學號201

指導老師許曉平

起止周期2022年12月—2022年1月提交日期

名目

敏捷度普通每毫米的位移可達數百毫伏的輸出。

（3）線性度和重復性都比較好，在一定位移范圍（幾十微米至數毫米）內，傳感器非線性誤差可達0.05%~0.1%。同時，這種傳感器能實現信息的遠距離傳輸、記錄、顯示和控制，它在工業自動控制系統中廣泛被采納。但不足的是，它有頻率響應較低，不宜迅速動態測控等缺點。

電感式傳感器種類無數，常見的有自感式，互感式和渦流式三種。

4.產品特性

電感式傳感器，是用于近距離定位金屬物體的通用方式。由于主要是通過霍爾效應來完成檢測，所以也稱為霍爾傳感器。其內部結構由兩部分構成：前端由纏圍著放射、接收線圈的鐵芯構成檢測部分；后端為電路部分，整體封裝在塑料或金屬外殼中。工作時，電磁鐵芯部分發生交變磁場，對逼近的金屬物體表面產生渦流效應，從而減弱LC震蕩電路，放大電路部分分析電磁鐵芯接收線圈的微弱LC震蕩電路變化，并賦予相應的輸出。

不同形狀尺寸，其額定檢測距離普通至多到100mm。通常狀態下，各廠家對于其標稱的檢測距離為在試驗室條件下測得的額定檢測距離。實際應用中，考慮到各方面的環境因素，其牢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。因為應用現場的被測物材料的導磁性和尺寸大小，普通狀況下達不到標準被測物的要求，那么傳感器的檢測距離會進一步的衰減，這也就是無數用戶感覺電感傳感器的檢測距離比廠家標稱的小無數的緣由。在這種非標檢測的狀況下，各廠家及其不同系列產品的差異較大。另外，更深化的講，在抗電磁干擾性、環境溫度、電壓擾動以及安裝要求等方面，都存在著差異。

挑選合適的傳感器，會大幅提升設備運轉的穩定性和牢靠性，也最大的可能性削減傳感器的失效或損毀，削減不須要的維護投入。汽車創造業在生產過程中，大量使用電感式傳感器作為定位檢測，如何針對此行業挑選最適合的產品，顯得尤為重要。

5.變磁阻式傳感器——自感式

（1）簡介

由鐵心和線圈構成的將直線或角位移的變化轉換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感器。這種傳感器的線圈匝數和材料導磁系數都是一定的，其電感量的變化是因為位移輸入量導致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當把線圈接入測量電路并接通激勵電源時，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。電感式傳感器的特點是：①無活動觸點、牢靠度高、壽命長；②辨別率高；③敏捷度高；④線性度高、重復性好；⑤測量范圍寬（測量范圍大時辨別率低）；⑥無輸入時有零位輸出電壓，引起測量誤差；⑦對激勵電源的頻率和幅值穩定性要求較高；⑧不適用于高頻動態測量。電感式傳感器主要用于位移測量和可以轉換成位移變化的機械量（如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動、應變、流量、厚度、液位、比重、轉矩等）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。在實際應用中，這三種傳感器多制成差動式，以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤

差。

（2）應用

電感式傳感器具有結構容易、動態響應快、易實現非接觸測量等突出的優點，特殊適合用于酸類，堿類，氯化物，有機溶劑，液態CO2，氨水，PVC粉料，灰料，油水界面等液位測量，目前在冶金、石油、化工、煤炭、水泥、糧食等行業中應用廣泛。

（3）變磁阻式傳感器工作原理

變磁阻式傳感器的結構如圖4-1所示。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導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，氣隙厚度為占，傳感器的運動部分與銜鐵相連。當銜鐵移動時，氣隙厚度方發生轉變，引起磁路中磁限變化，從而導致電感線圈的電感值變化，因此只要能側出這種電感苗的變化，就能確定銜鐵位移量的大小

和方向。

按照電感定義，線圈中電感址可由下式確定:L=L

L

=LL

L。式中，ψ為線圈總

磁鏈;I為通過線圈的電流;ω為線圈的啞數;φ為穿過線圈的磁通。

由磁路歐姆定律，得?=ω?Ι

?

.式中，R為磁路總磁阻。對于變隙式傳感器，由于氣隙

很小，所以可以認為氣隙中的磁場是勻稱的。若忽視磁路磁損，則磁路總磁阻為

。

（4）變磁阻式傳感器輸出特性如圖4-2所示：

（5）變磁阻式傳感器測量電路A．溝通電橋式測量電路

溝通電橋式測量電路敏捷度分析：

敏捷度Ko為?L

L1

=2?L