1749555421精编版
53页1、机械工业出版社中等职业教育电气类规划教材 自动检测与转换技术第三章多媒体课件200951 更新,2020/8/20,1,在这一章里,卡卡给大家介绍电感传感器的类型、基本原理、特性和应用。 电感传感器可以用于测量微小的位移以及与位移有关的工件尺寸、压力等参数。 电感传感器种类很多,人们习惯上讲的电感传感器通常是指自感传感器。而互感量传感器是利用了变压器原理,又往往做成差动式,故常称为差动变压器。 电感传感器属于接触式测量,需要 较大的驱动力。它的最大特点是分辨 力高,可达0.1m。,第三章 电感传感器,2020/8/20,2,第一节 自感传感器,电感传感器种类很多,可分为自感式和互感量式两大类。人们习惯上讲电感传感器通常是指自感传感器。,2020/8/20,3,为了观察铁心气隙与电感的关系,我们先来做一个实验。将一只380V交流接触器线圈与交流毫安表串联后,接到机床用控制变压器的36V交流电压源上,如图3-1所示。这时毫安表的示值约为几十毫安。用手慢慢将接触器的活动铁心(称为衔铁)往下按,将会发现毫安表的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时,毫安表的读数只剩下十几毫安。,小
2、实 验,2020/8/20,4,电感传感器的基本工作原理演示,F,220V,准备工作,2020/8/20,5,电感传感器的基本工作原理演示,气隙变小,电感变大,电流变小,F,2020/8/20,6,由电工知识可知,当铁心的气隙较大时,磁路的磁阻Rm较大,线圈的电感量L和感抗XL就较小,所以电流I较大。 当铁心闭合时,磁阻变小、电感变大,电流减小。我们可以利用上述实验中自感量随气隙而改变的原理来制作测量位移的自感传感器 。,回顾与总结,2020/8/20,7,自感式电感传感器常见的形式,变隙式 变截面式 螺线管式,1线圈 2铁心 3衔铁 4测杆 5导轨 6工件 7转转轴,2020/8/20,8,电感传感器的衔铁较重,响应较慢,不宜用于快速动态测量。,小 贴 士,单线圈螺线管式电感传感器的结构如图3-2c所示。主要元件是一只螺线管和一根柱形衔铁。传感器工作时,衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起螺线管电感量的变化。电感量L在几毫米的范围内与衔铁插入深度l1大致成正比。测量范围越大,分辨力越低。,最常用的电感传感器螺线管式电感传感器,2020/8/20,9,在模拟电子学中,采用两个参数完全相同的
3、三极管组成差动放大电路,可以克服温漂以及电源不稳定等外界因数引起的输出电压漂移。,回顾一下,上述3种电感传感器使用时,由于线圈中通有交流励磁电流,因而衔铁始终承受电磁吸力,会引起振动。温度升高时,线圈的尺寸增大,电感量随之增大,将引起测量误差。 在实际使用中常采用差动形式,两个完全相同的线圈共用一根活动衔铁,构成差动式电感传感器,既可以提高传感器的灵敏度,又可以减小测量误差。差动式电感传感器的结构如图3-3所示。,2020/8/20,10,当衔铁偏离中间位置时,两个线圈的电感量一个增加,一个减小,形成差动形式。,差动电感传感器的特点,1-差动线圈 2-铁心 3-衔铁 4-测杆 5-工件,差动式电感传感器对外界影响,如温度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消,衔铁承受的电磁吸力也较小,从而减小了测量误差。,2020/8/20,11,差动电感传感器的特性,曲线1、2为L1、L2 的特性,3为差动特性,请分析: 从曲线图可以看出,与非差动电感传感器相比较,差动式电感传感器的灵敏度、线性度有何变化?,2020/8/20,12,测量转换电路,测量转换电路的作用是将电感量的变化转换成电压或电
4、流的变化,以便用仪表指示出来。但若仅采用电桥电路和普通的检波电路,则只能判别位移的大小,却无法判别输出的相位和位移的方向。,如果在输出电压送到指示仪前,经过一个能判别相位的检波电路,则不但可以反映幅值(位移的大小),还可以反映输出电压的相位(位移的方向)。这种检波电路称为相敏检波电路。,2020/8/20,13,普通的全波整流电路及波形电路,只能得到单一方向的直流电,不能反映输入信号的相位。,2020/8/20,14,相敏检波输出特性曲线,a)非相敏检波 b)相敏检波 1理想特性曲线 2实际特性曲线,2020/8/20,15,实测得到的 相敏检波电路的特性曲线,通过调零电路,可使输出曲线平移到原点。,标定位移时的实验数据及曲线,2020/8/20,16,第二节 差动变压器传感器,复习电工知识: 全波整流电路中用到的“单相变压器”有一个一次线圈,有两个二次线圈。 当一次线圈加上交流激磁电压Ui后,将在二次线圈中产生感应电压UO。在全波整流电路中,两个二次线圈串联,总电压等于两个二次线圈的电压之和。,2020/8/20,17,普通的全波整流电路及波形电路,只能得到单一方向的直流电,不能反映
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