二)螺管型自感亮 有单线圈和差动式两种结构形式。 单线圈螺管型传感器的主要元件为一只螺管线圈和一根 圆柱形铁芯。传感器工作时,因铁芯在线圈中伸入长度 的变化,引起螺管线圈自感值的变化。当用恒流源激励 时,则线圈的输出电压与铁芯的位移量有关。 螺旋管 铁心 单线圈螺管型传感器结构图
r x 螺旋管 铁心 单线圈螺管型传感器结构图 l （二） 螺管型自感传感器 有单线圈和差动式两种结构形式。 单线圈螺管型传感器的主要元件为一只螺管线圈和一根 圆柱形铁芯。传感器工作时，因铁芯在线圈中伸入长度 的变化，引起螺管线圈自感值的变化。当用恒流源激励 时，则线圈的输出电压与铁芯的位移量有关
铁芯在开始插入(x0)或几乎离开线圈时的灵敏度, 比铁芯插入线圈的1/2长度时的灵敏度小得多。这说明 只有在线圈中段才有可能获得较高的灵敏度,并且有 较好的线性特性 1.01H 0.8 0.6 0.4 0.2 0.20.40.60.81.0 螺管线圈内磁场分布曲线
螺管线圈内磁场分布曲线 r x l 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 H（ ） IN l x（l） 铁芯在开始插入（x=0）或几乎离开线圈时的灵敏度， 比铁芯插入线圈的1/2长度时的灵敏度小得多。这说明 只有在线圈中段才有可能获得较高的灵敏度，并且有 较好的线性特性
若被测量与△成正比, 则△L与被测量也成正比 实际上由于磁场强度分布 线圈I H 线圈Ⅱ 不均匀,输入量与输出量 0.8 之间关系非线性的。 0.6 04 为了提高灵敏度与线性度 常采用差动螺管式自感传 12080402 0.40.81.2 感器。图(b)中H=(x)曲线 0.2 表明:为了得到较好的线 0.4 性,铁芯长度取0.6/时,则铁 0.6 0.8 芯工作在H曲线的拐弯处 此时H变化小。这种差动 差动螺旋管式自感传感器 螺管式自感传感器的测量(a)结构示意图(b)磁场分布曲线 范围为(5~50mm,非线性 误差在0.5%左右
若被测量与Δl c成正比， 则ΔL与被测量也成正比。 实际上由于磁场强度分布 不均匀，输入量与输出量 之间关系非线性的。 为了提高灵敏度与线性度, 常采用差动螺管式自感传 感器。图(b)中H=f(x)曲线 表明：为了得到较好的线 性,铁芯长度取0.6l时,则铁 芯工作在H曲线的拐弯处, 此时H变化小。这种差动 螺管式自感传感器的测量 范围为(5～50)mm,非线性 误差在0.5％左右。 2lc Δlc 2l 线圈Ⅰ 线圈Ⅱ r 0.8 0.6 0.4 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 -0.8 0.4 0.8 1.2 -1.2 -0.4 x H（IN）l 差动螺旋管式自感传感器 (a)结构示意图 (b)磁场分布曲线 x(l) (a) (b)
综上所述,螺管式自感传感器的特点: ①结构简单,制造装配容易 ②由于空气间隙大,磁路的磁阻高,因此灵敏度低, 但线性范围大; ③由于磁路大部分为空气,易受外部磁场干扰; ④由于磁阻高,为了达到某一自感量,需要的线圈匝 数多,因而线圈分布电容大; ⑤要求线圈框架尺寸和形状必须稳定,否则影响其线 性和稳定性
综上所述，螺管式自感传感器的特点： ①结构简单，制造装配容易； ②由于空气间隙大，磁路的磁阻高，因此灵敏度低， 但线性范围大； ③由于磁路大部分为空气，易受外部磁场干扰； ④由于磁阻高，为了达到某一自感量，需要的线圈匝 数多，因而线圈分布电容大； ⑤要求线圈框架尺寸和形状必须稳定，否则影响其线 性和稳定性