第3章变磁阻式传感器
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变磁阻电感式传感器的原理
变磁阻电感式传感器的原理是利用磁场变化对电感进行测量。
传感器由一个线圈和一个磁芯组成。
当线圈通过电流时,会产生一个磁场。
当磁芯进入线圈中时,会改变线圈内的磁通量,从而改变电感。
当外部磁场发生变化时,磁芯会受到影响,从而改变线圈中的磁通量。
这种变化会导致线圈的电感值发生变化。
传感器可以通过测量线圈的电感值来确定外部磁场的强度或方向。
具体而言,当进入磁场的磁芯发生磁化时,磁芯的磁导率会发生变化,从而改变线圈的磁通量和电感。
传感器可以测量电感的变化并将其转换为电信号,然后通过电路进行放大和处理,最终得到需要的输出信息。
变磁阻电感式传感器广泛应用于测量磁场强度、位置、速度等领域。
潘光勇0909111621 物联网1102班《传感器技术》作业第一章习题一1-1衡量传感器静态特性的主要指标。
说明含义。
1、线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合(或偏离)程度的指标。
2、回差(滞后)—反应传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。
3、重复性——衡量传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所得特性曲线间一致程度。
各条特性曲线越靠近,重复性越好。
4、灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。
5、分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。
6、阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附近的分辨力。
7、稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。
8、漂移——在一定时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。
9、静态误差(精度)——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离(逼近)程度。
1-2计算传感器线性度的方法,差别。
1、理论直线法:以传感器的理论特性线作为拟合直线,与实际测试值无关。
2、端点直线法:以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。
3、“最佳直线”法:以“最佳直线”作为拟合直线,该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。
这种方法的拟合精度最高。
4、最小二乘法:按最小二乘原理求取拟合直线,该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。
1—4 传感器有哪些组成部分?在检测过程中各起什么作用?答:传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。
各部分在检测过程中所起作用是:敏感元件是在传感器中直接感受被测量,并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件,如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。
传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件,如应变片可将应变转换为电阻量。
浙江大学城市学院信息分院10192091 现代传感器技术赵梦恋,吴晓波 2008-2009学年冬学期2008年12月三、变磁阻式传感器(二)习 题3-1. 分别画出正负半周下二极管环形相敏检波电路的等效电路并据此说明其工作原理(如何反映衔铁运动的大小和方向)。
答:Z 1和Z 2为传感器两线圈的阻抗,Z 3=Z 4构成另两个桥臂,U 为供电电压,U O 为输出。
如图(b)示。
当衔铁处于中间位置时,Z 1=Z 2=Z ,电桥平衡,U O =0。
若衔铁上移,Z 1增大,Z 2减小。
(1)如供电电压为正半周,即A 点电位高于B 点,二极管D 1、D 4导通,D 2、D 3截至,如图(a)示。
在A -E -C -B 中,C 点电位由于Z 1增大而降低;在A -F -D -B 支路中,D 点电位由于Z 2减少而增高。
因此D 点电位高于C 点,输出信号为正。
(2)如供电电压为负半周,即B 点电位高于A 点,二极管D 2、D 3导通,D 1、D 4截至,如图(b)示。
在B -C -F -A 中,C 点电位由于Z 2减少而降低;在B -D -E -A 支路中,D 点电位由于Z 1增大而增高。
因此D 点电位仍高于C 点,输出信号为正。
(c)O同理证明,衔铁下移时,输出信号总为负。
故输出信号的正负代表了衔铁位移的方向。
O (b)3-2. 试推导差动变压器的输出电压与△M 之间的关系。
答:根据变压器原理,传感器输出电压为两次级线圈感应电势之差:()212212O U E E j M M I ω∙∙∙∙=-=--当衔铁在中间位置时,若两次级线圈参数与磁路尺寸相等,则12M M M ==,0O U ∙=。
当衔铁偏离中间位置时,12M M ≠,在差动工作时,有11M M M =+∆,22M M M =-∆。
在一定范围内,12M M M ∆=∆=,差值()12M M -与衔铁位移成比例,即 21222O U E E j M I ω∙∙∙∙=-=-∆。
《传感器原理及应用》期中论文题目:浅谈变磁阻式传感器的原理及应用摘要随着信息时代的到来,信息技术对社会发展、科学进步起到了决定性的作用。
信息技术的基础包括信息采集、信息传输与信息处理,而信息的采集离不开传感器技术。
近年来,传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。
作为新型传感器的一种——变磁阻式传感器,对其深入研究也就更加愈加重要。
本文磁阻式传感器的基本概念入手,着重讨论了电感式、变压器式和电涡流式三种传感器的工作原理、输出特性、测量电路及其在生活中的实际应用。
旨在帮助我们利用传感器知识更好的改善生活,提高生活质量,从而促进社会进步。
关键词:变磁阻式传感器电感式变压器式电涡流式原理应用AbstractWith the advent of the information age, information technology played a decisive role on social development, scientific progress.The foundation of information technology includes information collection,information transmission and information processing,and information collection cannot ignore the sensor technology. In recent years, the sensor is in the stage of development from traditional to new. Magnetic resistance sensor as a kind of new type of sensor, the research of it is becoming more and more important. This paper started with the basic concept of magnetic resistance sensor,and discussed the inductive, transformer and the eddy current type of the sensor's working principle,output characteristics,measurement circuit and the actual application in the ing sensors aimed at helping us improve life,also to promote social progress.Keywords:magnetic resistance sensor; inductive; transformer; eddy current type; working principle application1.变磁阻式传感器1.1变磁阻式传感器定义变磁阻式传感器,利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化,从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的传感器。
第1章传感器概述1.什么是传感器?(传感器定义)2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用?3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用?4.解释下列名词术语: 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。
第1章传感器答案:3.答:传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制之首。
传感器是感知、获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号,其作用与地位特别重要。
4.答:①敏感元件:指传感器中直接感受被测量的部分。
②传感器:能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
③信号调理器:对于输入和输出信号进行转换的装置。
④变送器:能输出标准信号的传感器第2章传感器特性1.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义?动态参数有那些?应如何选择?2.某传感器精度为2%FS ,满度值50mv ,求出现的最大误差。
当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差,并说出结论。
3.一只传感器作二阶振荡系统处理,固有频率f0=800Hz,阻尼比ε=0.14,用它测量频率为400的正弦外力,幅植比,相角各为多少?ε=0.7时,,又为多少?4.某二阶传感器固有频率f0=10KHz,阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%,试求:决定此传感器的工作频率。
5. 某位移传感器,在输入量变化5 mm时,输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。
6. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,求系统的总的灵敏度。
7.测得某检测装置的一组输入输出数据如下:a)试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度;b)用C语言编制程序在微机上实现。
8.某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。
第一章传感器技术基础1、传感器是将()量转化为与之有确定对应关系的,便于应用的另一种量的()装置。
2、传感器一般由()元件和()元件组成。
3、在采用直线拟合线性化时,传感器输出输入的校正曲线与其拟合曲线之间的最大偏差,通常用相对误差γL来表示,称为( ),其计算公式为()。
4、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,( )的变化量与 ( )的变化量的比值。
对线性传感器来说,其灵敏度是( )。
5. 用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。
下列属于这类传感器的是()A、红外报警装置B、走廊照明灯的声控开关C、自动洗衣机中的压力传感装置D、电饭煲中控制加热和保温的温控器6、属于传感器动态特性指标的是()A. 重复性B.线性度C.灵敏度D.固有频率7、传感器能感知的输入变化量越小,表示传感器的( )A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨率越高8、非线性度是表示校准曲线( )的程度。
A.接近真值B.偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性9、某线性位移测量仪,当被测位移由4.5mm 变到5.0mm时,位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V,求该仪器的灵敏度。
10、某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:铂电阻温度传感器:0.45Ω/℃电桥:0.02V/Ω放大器:100(放大倍数)笔式记录仪:0.2cm/V求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值。
11、有一个电位器式位移传感器(线性),其线圈总电阻是10Ω,电刷最大行程4mm。
若最大消耗功率不允许超过40W,传感器所用激励电压为允许的最大激励电压,试确定输入位移量为1.2mm时的输出电压值。
12、名词解释:(1)传感器的静态特性(2)传感器的动态特性第二章电阻式传感器1.要使直流电桥平衡,必须使电桥相对臂电阻值的________相等。
2.电阻式传感器的主要类型有___、____、_____ 等三种。