德國品牌P+F電感式傳感器（上?？偨?jīng)銷(xiāo)）

電感式傳感器 inductance type transducer 電感式傳感器是利用電磁感應把被測的物理量如位移，壓力，流量，振動(dòng)等轉換成線(xiàn)圈的自感系數和互感系數的變化，再由電路轉換為電壓或電流的變化量輸出，實(shí)現非電量到電量的轉換。

中文名

電感式傳感器

應用學(xué)科

物理

自感式

變磁阻式傳感器

互感式

差動(dòng)變壓器式傳感器

1. ? 變磁阻式傳感器輸出特性
2. ? 變磁阻式傳感器測量電路
3. ? 差動(dòng)變壓器式傳感器
4. ? 螺線(xiàn)管差動(dòng)變壓器工作原理
5. ? 螺線(xiàn)管式差動(dòng)變壓器基本特性
6. ? 差動(dòng)式變壓器測量電路

1. 7 電渦流式傳感器
2. ? 工作原理
3. ? 電渦流傳感器基本特性
4. ? 電渦流的徑向形成范圍
5. ? 電渦流強度與距離的關(guān)系
6. ? 低頻透射式渦流厚度傳感器

1. ? 高頻反射式渦流厚度傳感器
2. 8 特點(diǎn)
3. 9 產(chǎn)品特性
4. 10 選購條件
5. 德國品牌P+F電感式傳感器（上?？偨?jīng)銷(xiāo)）

圖中介紹的是自感式傳感器。由鐵心和線(xiàn)圈構成的將直線(xiàn)或角位移的變化轉換為線(xiàn)圈電感量變化的傳感器，又稱(chēng)電感式位移傳感器。這種傳感器的線(xiàn)圈匝數和材料導磁系數都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導致線(xiàn)圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當把線(xiàn)圈接入測量電路并接通激勵電源時(shí)，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(diǎn)是：①無(wú)活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長(cháng)；②分辨率高；③靈敏度高；④線(xiàn)性度高、重復性好；⑤測量范圍寬（測量范圍大時(shí)分辨率低）；⑥無(wú)輸入時(shí)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(dòng)態(tài)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(dòng)、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(shí)際應用中，這三種傳感器多制成差動(dòng)式，以便提高線(xiàn)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(xiàn)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，線(xiàn)性度也很好。

螺管插鐵型電感傳感器 　它由螺管線(xiàn)圈和與被測物體相連的柱型銜鐵構成。其工作原理基于線(xiàn)圈磁力線(xiàn)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(xiàn)圈的電感量。這種傳感器的量程大，靈敏度低，結構簡(jiǎn)單，便于制作。

編輯

電感式傳感器——利用電磁感應原理

[1] 將被測非電量如位移、壓力、流量、振動(dòng)等轉換成線(xiàn)圈自感系數L或互感系數M的變化，再由測量電路轉換為電壓或電流的變化量的輸出。

分類(lèi)

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（1）變磁阻式傳感器——自感式

（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

應用

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電感式傳感器具有結構簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應快、易實(shí)現非接觸測量等突出的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于酸類(lèi)，堿類(lèi)，氯化物，有機溶劑，液態(tài)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(yè)中應用廣泛。

要求

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1、檢測距離的衰減性?；N為鐵質(zhì)，適合電感式傳感器檢測；而滑翹被測部分的尺寸略小于標準檢測物尺寸（標準被測物尺寸為3倍額定檢測距離，此應用中，標準尺寸應為120*120mm），這樣的話(huà)就會(huì )有一定的衰減。
　　2、現場(chǎng)抗干擾能力。這個(gè)是不容忽視的問(wèn)題，普通電感式傳感器容易被電機或變頻器干擾，很多技術(shù)人員只對在此附近的應用選擇相應強抗電磁干擾的傳感器。但在汽車(chē)制造車(chē)間，廠(chǎng)房大，現場(chǎng)技術(shù)人員習慣使用對講機溝通，尤其是邊走邊用對講機對話(huà)時(shí)，會(huì )不經(jīng)意的靠近傳感器，導致短暫失效。
　　3、安裝方面。隨著(zhù)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，其機械方面的設計也越來(lái)越人性化。要在zui大程度的實(shí)現人性化安裝。減少了多種近似產(chǎn)品的備貨和減少了安裝、維護的時(shí)間。
　　4、穩定運行的保障。在車(chē)廠(chǎng)的使用中，要杜絕任何油污、塵污的侵蝕。另外，滑翹經(jīng)過(guò)軌道時(shí)，震動(dòng)是長(cháng)期存在的，優(yōu)異的抗震動(dòng)性同樣是有著(zhù)非常重要的作用。

傳感器

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變磁阻式

變磁阻式傳感器工作原理

變磁阻式傳感器輸出特性

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換為線(xiàn)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

結構：變隙式、變面積式、螺線(xiàn)管式

優(yōu)點(diǎn)：測量精度高、靈敏度高、結構簡(jiǎn)單、性能可靠

螺線(xiàn)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(xiàn)管式差動(dòng)變壓器基本特性

零點(diǎn)殘余電壓及補償

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與幾何尺寸不對稱(chēng)，以及磁性材料的非線(xiàn)性等問(wèn)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

電渦流式傳感器

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工作原理

電渦流效應——塊狀金屬導體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運動(dòng)時(shí), 導體內將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應電流。

電渦流傳感器基本特性

電渦流的徑向形成范圍

（1）電渦流徑向形成的范圍大約在傳感器線(xiàn)圈外徑ras的1.8～2.5 倍范圍內, 且分布不均勻

（2）電渦流密度在短路環(huán)半徑r=0處為零

（3）電渦流的zui大值在r=ras附近的一個(gè)狹窄區域內

（4）可以用一個(gè)平均半徑為ras（ras=（ri+ra）/2）的短路環(huán)來(lái)集中表示分散的電渦流（圖中陰影部分）

電渦流強度與距離的關(guān)系

（1）電渦強度與距離x呈非線(xiàn)性關(guān)系, 且隨著(zhù)x/ras的增加而迅速減小。 ?

（2）當利用電渦流式傳感器測量位移時(shí), 只有在x/ras <<1(一般取 0.05～0.15)的范圍才能得到較好的線(xiàn)性和較高的靈敏度

低頻透射式渦流厚度傳感器

高頻反射式渦流厚度傳感器

電感式傳感器具有以下特點(diǎn)：

（1）結構簡(jiǎn)單，傳感器無(wú)活動(dòng)電觸點(diǎn)，因此工作可靠壽命長(cháng)。

（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，電壓靈敏度一般每毫米的位移可達數百毫伏的輸出。

（3）線(xiàn)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(xiàn)性誤差可達0.05%~0.1%。同時(shí)，這種傳感器能實(shí)現信息的遠距離傳輸、記錄、顯示和控制，它在工業(yè)自動(dòng)控制系統中廣泛被采用。但不足的是，它有頻率響應較低，不宜快速動(dòng)態(tài)測控等缺點(diǎn)。

電感式傳感器種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有自感式，互感式和渦流式三種。

產(chǎn)品特性

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對于電感式傳感器，大家都不會(huì )陌生，是用于近距離定位金屬物體的通用方式。因為主要是通過(guò)霍爾效應來(lái)完成檢測，所以也稱(chēng)為霍爾傳感器。其內部結構由兩部分構成：前端由纏繞著(zhù)發(fā)射、接收線(xiàn)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(shí)，電磁鐵芯部分發(fā)生交變磁場(chǎng)，對靠近的金屬物體表面產(chǎn)生渦流效應，從而削弱LC震蕩電路，放大電路部分分析電磁鐵芯接收線(xiàn)圈的微弱LC震蕩電路變化，并給予相應的輸出。

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(chǎng)家對于其標稱(chēng)的檢測距離為在實(shí)驗室條件下測得的額定檢測距離。實(shí)際應用中，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。由于應用現場(chǎng)的被測物材料的導磁性和尺寸大小，一般情況下達不到標準被測物的要求，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(hù)感覺(jué)電感傳感器的檢測距離比廠(chǎng)家標稱(chēng)的小很多的原因。在這種非標檢測的情況下，各廠(chǎng)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(zhù)差異。

選擇合適的傳感器，會(huì )大幅提升設備運轉的穩定性和可靠性，也zui大的可能性減少傳感器的失效或損毀，減少不必要的維護投入。汽車(chē)制造業(yè)在生產(chǎn)過(guò)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)選擇的產(chǎn)品，顯得尤為重要。

選購條件

編輯

1、檢測距離的衰減性?；N為鐵質(zhì)，適合電感式傳感器檢測；而滑翹被測部分的尺寸略小于標準檢測物尺寸（標準被測物尺寸為3倍額定檢測距離，此應用中，標準尺寸應為120*120mm），這樣的話(huà)就會(huì )有一定的衰減。
　　2、現場(chǎng)抗干擾能力。這個(gè)是不容忽視的問(wèn)題，普通電感式傳感器容易被電機或變頻器干擾，很多技術(shù)人員只對在此附近的應用選擇相應強抗電磁干擾的傳感器。但在汽車(chē)制造車(chē)間，廠(chǎng)房大，現場(chǎng)技術(shù)人員習慣使用對講機溝通，尤其是邊走邊用對講機對話(huà)時(shí)，會(huì )不經(jīng)意的靠近傳感器，導致短暫失效。
　　3、安裝方面。隨著(zhù)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，其機械方面的設計也越來(lái)越人性化。要在zui大程度的實(shí)現人性化安裝。減少了多種近似產(chǎn)品的備貨和減少了安裝、維護的時(shí)間。
　　4、穩定運行的保障。在車(chē)廠(chǎng)的使用中，要杜絕任何油污、塵污的侵蝕。另外，滑翹經(jīng)過(guò)軌道時(shí)，震動(dòng)是長(cháng)期存在的，優(yōu)異的抗震動(dòng)性同樣是有著(zhù)非常重要的作用。