《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 电感传感器 5.1 自感式传感器

5.1.1工作原理 Ψ WΦ w2 平一一线圈总磁链，单位：韦伯； 线圈自感 R I一一通过线圈的电流，单位：安培： W一 线圈的匝数 R 磁路总磁阻，单位：1/亨。 a)气隙型 b)截面型 c)螺管型 自感式传感器原理图 返间 上一页 下一页

5.1.1 工作原理 线圈自感 Ψ——线圈总磁链,单位：韦伯； I——通过线圈的电流，单位：安培； W——线圈的匝数； Rm——磁路总磁阻，单位：1/亨。 a)气隙型 b)截面型 c)螺管型 自感式传感器原理图 返 回 上一页 下一页 R m W I W I L 2 =  =  =

Rn=∑1，/4，S,+2614S l一一各段导磁体的长度(m): 各段导磁体的磁导率(H/m): Si- 各段导磁体的截面积(mm); 空气隙的厚度(m): 0 真空磁导率(H/m): 空气隙截面积(mm) L=W2/∑0/4，S)+2814,S] -胸 变气隙型传感器 变截面型传感器 线圈中放入圆形衔铁，当衔铁上下移动时，自感量随之 变化，这将构成了螺管型传感器。 返回 上一贝 一页

L =W (l S )+ S i i i 0 2 / /  2 /  Rm = l i /i Si + 2 / 0 S l i ——各段导磁体的长度（m）； μi——各段导磁体的磁导率（H/m） ； S i ——各段导磁体的截面积（mm）； δ ——空气隙的厚度（m）； μ0 ——真空磁导率（H/m）； S ——空气隙截面积（mm）。 L = f ( ,S) L f (S) = 2 ( ) 1 L = f 变气隙型传感器 变截面型传感器 线圈中放入圆形衔铁 ,当衔铁上下移动时， 自感量随之 变化，这将构成了螺管型传感器。 返 回 上一页 下一页

5.1.2变气隙式自感传感器 26 Rm= 41S142S2 MoSo 通常气隙的磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻 因为 28 12 26 HoSo 42S2 MoSo 41S1 26 所以 R HoSo 则 W2 w2 HoSo L与δ之间是非线性关系 R 26 返 上一页 下一页

5.1.2 变气隙式自感传感器 2 2 0 0 2 1 1 1 2 s s l s l R m     = + + 通常气隙的磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻 1 1 1 0 0 2 s l  s    2 2 2 0 0 2 s l  s    0 0 2 s R m      2 0 0 2 2 W s R W L m = = L与δ之间是非线性关系 返 回 上一页 下一页 因为 所以 则

L 当衔铁处于初始位置时 初始电感量为 Lo+AL Lo L W24S0 Lo-AL 26。 0 ⊙，-A8,⊙，6+△⑧， 6 当衔铁上移△δ时，则 L=Lo+AL 6=6-△6 代入式 w2 L= W24S0 26 并整理得下式 L=L。+△L= W2450 Lo 2(6。-△8) △6 6。 返回 上一页 下一页

当衔铁处于初始位置时， 初始电感量为 0 0 0 2 0 2 W  s L = 当衔铁上移Δδ时，则 ， 代入式 0 0 0 0 0 2 0 1 2( )       − = −  = +  = W s L L L L  =  − 0 L = L0 + L 返 回 上一页 下一页   2 0 0 2 2 W s R W L m = = 并整理得下式

△616.1 上式用泰勒级数展开成如下的级数形式 L=L。+△L= △ △6 △6 6 6 △L△6 46 △6 Lo 6。 同理，当衔铁随被测物体的初始位置向下移动时，有 △6.△6 △6 △L=L △6 6 AL。_Ad 46 △6 6 返回 上一页 下一页

/ 1 0    上式用泰勒级数展开成如下的级数形式         +          +  = +  = +  2 0 0 0 0 1     L L L L         +          +  +   =  2 0 0 0 0 1       L L         +          +  +  =   2 0 0 0 0 1       L L         +          −          +  −   =  3 0 2 0 0 0 0 1         L L         +          −          +  −  =   3 0 2 0 0 0 0 0 1         L L 同理，当衔铁随被测物体的初始位置向下移动时，有 返 回 上一页 下一页