学习单元二电感式传感器自感式传感器U线圈自感式传感器是将被测量的变化转换为自铁芯图4-4感变化的传感器。所示为自感式传感器的原理图，它由线圈、铁衔铁心和衔铁三部分组成。图4-4自感式传感器的原理图
学习单元二 电感式传感器 一、 自感式传感器 自感式传感器是将 被测量的变化转换为自 感变化的传感器。图4-4 所示为自感式传感器的 原理图，它由线圈、铁 心和衔铁三部分组成。 图4-4 自感式传感器的原理图
学习单元二电感式传感器线圈套在铁心上，在铁心和衔铁之间有一个空气隙，其厚度为8。传感器的运动部分与衔铁相连。当外力作用在传感器的运动部分时，衔铁产生位移，使空气隙8发生变化，磁路磁阻Rm发生变化，从而引起线圈电感L变化，线圈电感L的变化与空气隙的变化相对应。这样，由测出的线圈的电感量的变化就能判定空气隙的大小，即能确定衔铁的位移大小和方向。线圈的电感量为L=业_No(4-3)I1式中，出为线圈的总磁链；为通过线圈的电流；N为线圈的匝数；Φ为穿过线圈的磁通
学习单元二 电感式传感器 线圈套在铁心上，在铁心和衔铁之间有一个空气隙，其厚度 为δ。传感器的运动部分与衔铁相连。当外力作用在传感器的运动 部分时，衔铁产生位移，使空气隙δ发生变化，磁路磁阻Rm发生变 化，从而引起线圈电感Ｌ变化，线圈电感Ｌ的变化与空气隙δ的变 化相对应。这样，由测出的线圈的电感量的变化就能判定空气隙的 大小，即能确定衔铁的位移大小和方向。线圈的电感量为 4-3） 式中，ψ为线圈的总磁链；I为通过线圈的电流；N为线圈的匝 数；Φ为穿过线圈的磁通。 N L I I = =
学习单元二电感式传感器设磁路的总磁阻为R㎡，则由磁路的欧姆定律可得磁通Φ为NIo=(4-4)R.其中，磁路的总磁阻Rm是由铁心磁阻R和空气隙磁阻Rs共同组成的，所以有R.=R,+R=2/+28s（4-5）式中，8为空气隙厚度，m；S为空气隙截面积，m；l为铁心各段的长度，m；μ为铁心各段的磁导率，H/m；S;为铁心各段的截面积，m2。由于一般导磁体的磁阻远远比空气隙的磁阻小，计算时可忽略不计，因此将式（4-4）和式（4-5）代入式（4-3），可得线圈的自感为N'uos(4-6)L=28
学习单元二 电感式传感器 设磁路的总磁阻为Rm，则由磁路的欧姆定律可得磁通Φ为 （4-4） 其中，磁路的总磁阻R m是由铁心磁阻Rf和空气隙磁阻Rδ共同组成 的，所以有 （4-5） 式中，δ为空气隙厚度，m；S为空气隙截面积，m2；l i为铁心各段的 长度，m；μi为铁心各段的磁导率，H/m；Si为铁心各段的截面积，m2 。 由于一般导磁体的磁阻远远比空气隙的磁阻小，计算时可忽略不计， 因此将式（4-4）和式（4-5）代入式（4-3），可得线圈的自感为 （4-6） m NI R = 1 0 2 n i m f i i i l R R R S S = = + = + 2 0 2 N S L =
学习单元二电感式传感器在传感器铁心的结构和材料确定之后，线圈匝数N、空气的磁导率u是常数，所以自感是空气隙厚度8和空气隙截面积S的函数，即L=f（，S）。如果保持S不变，那么L为S的单值函数，可构成变气隙型自感传感器「见图4-5(a）1；如果保持8不变，使S随位移而变，可构成变截面型（又称变面积型）自感传感器「见图4-5(b）1。如果在线圈中放入圆柱形衔铁「见图4-5（c）1，也是一个可变自感，使衔铁上下位移，自感量也将相应变化，这就构成螺线管型自感传感器
学习单元二 电感式传感器 在传感器铁心的结构和材料确定之后，线圈匝数Ｎ、 空气的磁导率μ0是常数，所以自感是空气隙厚度δ和空气 隙截面积S的函数，即Ｌ＝f（δ，S）。如果保持S不变， 那么L为δ的单值函数，可构成变气隙型自感传感器［见图 4-5(a)］；如果保持δ不变，使S随位移而变，可构成变截 面型（又称变面积型）自感传感器［见图4-5(b)］。如果 在线圈中放入圆柱形衔铁［见图4-5(c)］，也是一个可变 自感，使衔铁上下位移，自感量也将相应变化，这就构成 螺线管型自感传感器
学习单元二电感式传感器AC(a)C(b)图4-5自感传感器1一线圈：2—一铁心；3一衔铁
学习单元二 电感式传感器 图4-5 自感传感器 1—线圈； 2—铁心； 3—衔铁