电感式传感器的工作原理
仪器网 · 2012-09-28 09:00 · 21169 次点击
电感式传感器也称为自感式传感器或可变磁阻式传感器。图6‐1为自感式传感器原理图,它是由铁心1、线圈2和衔铁3所组成。线圈是套在铁心上的。在铁心和衔铁之间有一个空气隙,空气隙厚度为δ。传感器的运动部分与衔铁相连,运动部分产生位移时,空气隙厚度δ产生变化,从而使电感值发生变化。
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由电工学可知,线圈的电感值可按下式计算:L=N2/Rm
式中,N为线圈的匝数;Rm为磁路的总磁阻。如不考虑铁损,且气隙δ较小时,其总磁阻由铁心与衔铁的磁阻Rc和空气隙的磁阻Rδ两部分组成,即Rm=Rc+Rδ=l/μS+2δ/μSo
式中,l为铁心和衔铁的磁路长度;μ为铁心和衔铁的导磁率;S为铁心和衔铁的横截面积;S0为空气隙的导磁横截面积;δ为气隙长度;μ为空气隙的导磁率。
当铁心材料和线圈匝数确定后,电感L与导磁横截面S0成正比,与气隙长度δ成反比。如果通过被测量改变S0和δ,则可实现位移与电感间的转换,这就是电感传感器的工作原理。
电感式传感器分为3种类型:改变气隙厚度δ的自感传感器,即变间隙式电感传感器;改变气隙截面S的自感传感器,即变截面式电感传感器;同时改变气隙厚度δ和气隙截面S的自感传感器,即螺管式电感传感器。