光电传感器的原理及应用
光电传感器的原理与应用
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电感式传感器的原理及应用
摘要：将被测量变化转换成电感量变化的传感器，称为电感式传感器。电感它利用电磁感应原理将被测非电量(位移、压力、流量、振动等)转换为线圈自感系数L 或互感系数M 的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。其工作流程图如下所示：
关键字：电感测微仪、原理、应用，发展
正文：
1.电感式传感器的原理、组成及特点
电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。 电感式传感器具有以下特点：（1）结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长。（2）灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。
（3）线性度和重复性都比较好，在一定位移范围（几十微米至数毫米）内，传感器非线性误差可达0.05%-0.1%。同时，这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是，它有频率响应较低，不宜快速动态测控等缺点。
2.电感式传感器的类别及其在实际生活中的应用
常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。
1、变间隙型电感传感器
这种传感器的气隙δ随被测量的变化而改变,从而改变磁阻。原理图如下所示：
输入量（温度、
压力等） LC 振荡
电路 测量电路 输出（电压、电
流的变化量）
它的灵敏度和非线性都随气隙的增大而减小，因此常常要考虑两者兼顾。δ一般取在0.1～0.5毫米之间。
2.变面积型电感传感器
这种传感器的铁芯和衔铁之间的相对覆盖面积（即磁通截面）随被测量的变化而改变,从而改变磁阻。原理图如下所示：
它的灵敏度为常数，线性度也很好。
3.螺管插铁型电感传感器
它由螺管线圈和与被测物体相连的柱型衔铁构成。其工作原理基于线圈磁力线泄漏路径上磁阻的变化。衔铁随被测物体移动时改变了线圈的电感量。这种传感器的量程大，灵敏度低，结构简单，便于制作。
下面将具体介绍变间隙型电感传感器在生活中的应用实例-电感测微仪：电感测微仪是一种能够测量微小尺寸变化的精密测量仪器，它由主体和测头两部分组成，配上相应的测量装置（例如测量台架等），能够完成各种精密测量。例如，检查工件的厚度、内径、外径、椭圆度、平行度、直线度、径向跳动等，被广泛应用于精密机械制造业、晶体管和集成电路制造业以及国防、
科研、计量部门的精密长度测量。目前，国内常用的电感测微仪有指针式和数字式两种，存在的问题较多，如高精度测量范围小，零位调节不方便、功能单一和通用性差等。
它通过编制软件实现仪表的高精度、智能化、多功能化，经过反复的实验与使用，已证明其精度高、操作方便、性能稳定。
其工作原理流程图如下所示：
电路原理图如下所示：
其工作原理介绍：
通过被测物件的大小不同，从而改变气隙大小，引起电压或电流的变化，该变化信号进过整流、滤波之后，再通过放大器放大，最后通过显示仪器的显示来得知被测物件的尺寸大小。
3.电感式传感器的发展
如今传感器新技术的发展，主要有以下几个方面：
一．发现并利用新现象
利用物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理，所以研究发现新现象与新效应是传感器技术发展的重要工作，是研究开发新型传感器的基础。二．利用新材料
传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学进步，人们可制造出各种新型传感器。
三．微机械加工技术
半导体技术中的加工方法有氧化、光刻、扩散、沉积、平面电子工艺，各向导性腐蚀及蒸镀，溅射薄膜等，这些都已引进到传感器制造
4.总结
输入量：气隙大
小改变
LC振荡
电路
放大电路输出显示
本文从电感式传感器的原理及应用出发，对传感器的发展和应用进行了研究。电感式传感器具有高灵敏度、高分辨率、高精度、高稳定性、高重复性、长寿命、低频测量的特点，满足了工业、军事、医疗等领域的诸多要求，已经成为21世纪传感器发展必不可少的组成部分，是推动科技进步的强劲动力。
