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变磁阻式传感器的应用

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5发电式传感器及其应用资料

5发电式传感器及其应用资料
最佳阻尼比可提高测量范围。
5.2.2 磁电式传感器的应用
1）动圈式磁电绝对速度传感器
组成：磁钢、惯性质量、弹簧、
弹簧片
芯轴
磁阻尼环、线圈 线圈
➢ 壳体振动磁钢随之振动芯轴相对
静止线圈切割磁力线线圈中感应
磁钢
电势
➢ 感应电势E=kV，k取决于磁感应强度
阻尼环
、线圈长度和匝数,V为绝对振动速度 壳体
5.2.2 磁电式传感器的应用
5.2.1 磁电式传感器基本工作原理 2.动圈式磁电传感器及其应用
当线圈匝数N、磁场强度B、磁场中的导体长度L为 常数时，感应电动势与速度成正比：
e NBL dx dt
➢特点：输出功率大，调理电路简单，性能稳定，频响10～ 1000Hz。
5.2.2 磁电式传感器的应用
磁电式速度传感器动态特性
H ( j)
六角形晶柱
压电效应分为： 正压电效应：上述现象为正压电效应，传感器利用正压电效应。 逆压电效应：在电介质的极化方向上施加交变电压，它就会产生机械变形。当 去掉外加电场时，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。
5.1.1 压电式传感器基本原理
当力的方向改变时，电荷的极性随之改变; 输出电压的频率与动态力的频率相同； 当动态力变为静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。
离，产生静电荷感应干扰。 减小方法：固定好传感器的引出电缆和选用低噪声电缆。 2）应减小接地回路噪声 产生原因：不同电位处多点接地，形成了接地回路和回路电流。 减小方法：传感器与被测对象绝缘连接，并使测试系统同一点接地。
5.1.2 压电式传感器的应用
3.高分子压电材料及其应用
高分子压电材料是近年来发现的一种新型电致动聚合物材料。 其压电特性并不是很好，但它易于大批量生产，且具有面积大、柔 软不易破碎等优点，可用于微压测量和机器人的触觉。

传感器原理及应用期末复习

传感器原理及应用期末复习

信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，是现代信息产业的三大支柱。

1．什么是传感器广义：传感器是一种能把特定的信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。

狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。

国家标准：定义：能够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。

2．传感器由哪几个部分组成分别起到什么作用传感器一般由敏感元件、转换原件和基本电路组成。

敏感元件感受被测量，转换原件将其响应的被测量转换成电参量，基本电路把电参量接入电路转换成电量。

传感器的核心部分是转换原件，转换原件决定传感器的工作原理。

3．传感器的总体发展趋势是什么传感器的应用情况。

传感器正从传统的分立式朝着集成化、数字化、多功能化，微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。

未来还会有更新的材料，如纳米材料，更有利于传感器的小型化。

发展趋势主要体现在这几个方面：发展、利用新效应；开发新材料；提高传感器性能和检测范围；微型化与微功耗；集成化与多功能化；传感器的智能化；传感器的数字化和网络化。

4．了解传感器的分类方法。

所学的传感器分别属于哪一类按传感器检测的范畴分类：物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器按传感器的输出信号分类：模拟传感器、数字传感器按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器按传感器的功能分类：单功能传感器、多功能传感器、智能传感器按传感器的转换原理分类：机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器电化学传感器按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传感器含12个小类：力学量、热学量、光学量、磁学量、电学量、声学量、射线、气体、离子、温度传感器以及生化量、生理量传感器。

1．传感器的性能参数反映了传感器的输入输出关系2．传感器的静态特性是什么由哪些性能指标描述主要性能参数的意义是什么1线性度：传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比，线性度RL是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数拟合方法：理论线性度(理论拟合)、 c、端基线性度(端点连线拟合)d、独立线性度(端点平移)最小二乘法线性度2迟滞：传感器在正、反行程期间输入、输出曲线不重合的现象称迟滞（迟环）。

第03章 变磁阻式传感器

第03章 变磁阻式传感器

而变，就可测得温度的变化。上述原理可
用来测量液体、气体介质温度或金属材料 的表面温度，适合于低温到常温的测量。
1-补偿线圈；2-管架；3-测量线圈；4-隔热衬垫；5-温度敏感元件
34
感应式接近开关 Inductive Proximity sensors
35
Structure 1. A coil on a ferrite core 2. An oscillator 3. A trigger-signal level detector 4. An output circuit.
2l Rm 0 r S 0S l
自感：磁链与回路电流的比值
U A I 1 2
W W L I I Rm W 2 0 S L l l r
2

3
L与l 成非线性关系。
5
变磁阻式传感器简介 变磁阻式传感器是将被测量转换成电感或互感变化的传感器。 按其转换方式的不同，可分为 •自感型 •互感型
(2)材料的电阻率温度系数引起线圈铜阻的变化；
(3)磁性材料磁导率温度系数、绕组绝缘材料的介质温度系 数和线圈几何尺寸变化引起线圈电感量及寄生电容的改变 等造成。
18
§3.3 互感式传感器 互感式传感器（Liner Variable Differential Transformer ） 简称LVDT 是一种线圈互感随衔铁位移变化的变磁阻式传感器。 初、次级间的互感随衔铁移动而变，且两个次级绕组按差动 方式工作，因此又称为差动变压器。
31
§3.3 电涡流式传感器 三.电涡流式传感器的应用 1.测位移
液位监控系统
32
§3.3 电涡流式传感器 2.测厚度 板厚d＝D－（x+x2）。

传感器原理及应用-第4章-4.1变磁阻式电感传感器

传感器原理及应用-第4章-4.1变磁阻式电感传感器

§4.1 变磁阻式电感传感器
一、变磁阻式传感器工作原理
变磁阻式传感器即自感式电感传感器：
利用线圈自感量的变化来实现测量的。
铁芯
传感器结构：线圈、铁芯和衔铁三部
线圈
分组成。
工作原理：铁芯和衔铁由导磁材料如
硅钢片或坡莫合金制成，在铁芯和衔铁之间 衔铁 有气隙，气隙厚度为δ，传感器的运动部分
与衔铁相连。当被测量变化时，使衔铁产生
3
差动变
2 截面式
4
§4.1 变磁阻式电感传感器
一、变磁阻式传感器工作原理 二、变磁阻式传感器基本类型 三、变截面式自感传感器输出特性 四、变间隙式自感传感器输出特性 五、差动式自感传感器 六、自感式传感器的等效电路 七、自感式传感器的测量电路
§4.1 变磁阻式电感传感器
六、自感式传感器的等效电路
L U L2
~
I
C

U
Z1
2
A

U 2
Z2
U 0
D
B
U o

Z2 Z1 Z1 Z2
U 2

Z Z
U 2

L U L2
当衔铁上下移动相同距 离时，电桥输出电压大小相 等而相位相反。
§4.1 变磁阻式电感传感器
七、自感式传感器的测量电路
2、变压器式交流电桥
§4.1 变磁阻式电感传感器
§4.1 变磁阻式电感传感器
五、差动式自感传感器
三种基本类型： 在实际使用中，常采用两个相同的传感线
圈共用一个衔铁，构成差动式自感传感器。
44
3
差动结构的特点：
（1）改善线性、提高灵敏度外；
（2）补偿温度变化、电源频率变化等的 影响，从而减少了外界影响造成的误差。

3检测技术-电感式传感器

3检测技术-电感式传感器

L2
L2
L20
L0
0
0
2
0
3
差动自感传感器测量电路（转换电路） （1）交流电桥式
两个桥臂为传感器的线圈，另外两个为平衡电阻
交流电桥结构示意图
等效电路
初始状态时：
Z10 r1 jL1, Z20 r2 jL2 , Z3 Z4 R
r1 r2 r0 ,
L1 L2 L0 ,
空载输出电压 U0 (U / 2) (Δ Z / Z )
传感器衔铁移动方向相反时
Z1 Z Δ Z、Z2 Z Δ Z，
空载输出电压 U0 (U / 2) (Δ Z / Z )
衔铁上下移动相同距离时，输出电压大小相等方向 相差180º，要判断衔铁方向就是判断信号相位。
3.1.6 零点残余电压
Z10 Z20 Z0
衔铁上移时：Z1 Z0 Z1,
Z1 jL1
Z2 Z0 Z2 ,
输出电压为：
Z2 jL2
U0
U AC
(Z0 Z1)R (Z0 Z2 )R 2R(Z0 Z1 Z0 Z2 )
U AC 2
Z1 Z2 2Z0 Z1 Z2
U0
U AC 4
Z1 Z2 UAC
• u0的幅值要远 大于输入信号u2 的幅值, 以便有 效控制四个二极
管的导通状态。
• u0和u2由同一振荡器提供，保证二者同频、 同相（或反相）。
当位移Δx = 0时
i3
i1
i2
i4
当位移Δx = 0时，UL=0
当位移Δx > 0时, u2 与u0同频同相, 当位 移Δx< 0时 , u2与u0 同频反相。
布电容。
e
e1
零点残余电压的波形

浅谈变磁阻式传感器的原理及应用 论文

浅谈变磁阻式传感器的原理及应用 论文

《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。

磁电式传感器的发展与应用

磁电式传感器的发展与应用

磁电式传感器的应用与发展系别专业班级姓名学号完成时间磁电式传感器的应用与发展电子信息与电气工程系09级自动化专业（1）班姓名学号摘要：磁电式传感器利用电磁感应效应，霍尔效应，或磁阻效应等电磁现象，把被测物理量的变化转变为感应电动势的变化，实现速度，位移等参数测量。

按电磁转换机理的不同，磁电式传感器可分为磁电感应式传感器，霍尔式传感器，和磁阻效应传感器等，广泛用于建筑，工业等领域中振动，速度，加速度，转速，转角，磁场参数等的测量。

[1]关键词：磁电式传感器；应用；发展正文：一．基本原理根据电磁感应定律，N匝线圈在磁场中运动切割磁力线，线圈内产生感应电动势e。

e的大小与穿过线圈的磁通Φ变化率有关。

按工作原理不同，磁电感应式传感器可分为恒定磁通式和变磁通式，即动圈式传感器和磁阻式传感器。

恒定磁通式磁电感应式传感器按运动部件的不同可分为动圈式和动铁式。

1.1 恒磁通式磁电感应传感器结构中，工作气隙中的磁通恒定，感应电动势是由于永久磁铁与线圈之间有相对运动——线圈切割磁力线而产生。

这类结构有动圈式和动铁式两种，如图所示。

磁铁与线圈相对运动使线圈切割磁力线，产生与运动速度dx/dt成正比的感应电动势E，其大小为式中：N为线圈在工作气隙磁场中的匝数；B为工作气隙磁感应强度；l为每匝线圈平均长度。

1.2 变磁通式磁电感应传感器一般做成转速传感器，产生感应电动势的频率作为输出，而电动势的频率取决于磁通变化的频率。

变磁通式转速传感器的结构有开磁路和闭磁路两种。

变磁通式传感器对环境条件要求不高，能在-150～+90℃的温度下工作，不影响测量精度，也能在油、水雾、灰尘等条件下工作。

但它的工作频率下限较高，约为50Hz ，上限可达100kHz 。

二．磁电式传感器的应用2.1 磁电式速度传感器2.1.1 理论依据机组振动的大小可用振动参量如位移、速度和加速度等不同量值表征，目前测量机组轴承振动（瓦振）常用磁电式速度传感器。

磁电式传感器原理及应用

磁电式传感器原理及应用
扭转0角 与感应电动势相位差的关
系为
式中：z为传感0 器z定子、转子的齿
数。
2 霍尔式传感器
霍尔式传感器是基于霍尔效应而将被测量转换成电动势输出的一 种传感器。霍尔器件是一种磁传感器，用它们可以检测磁场及其 变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿 命长，安装方便，功耗小，频率高(可达1 MHz)，耐振动，不怕 灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
f Zn/ 60
式中：Z为齿轮齿数；n为被测轴转速(v/min)；f为感应电 动势频率(Hz)。这样当已知Z，测得f就知道n了。
开磁路式转速传感器结构比较简单，但输出信号小，另外当被 测轴振动比较大时，传感器输出波形失真较大。在振动强的场 合往往采用闭磁路式转速传感器。
被测转轴带动椭圆形测量轮5在磁场气隙中等速转动，使气隙 平均长度周期性地变化，因而磁路磁阻和磁通也同样周期性地 变化，则在线圈3中产生感应电动势，其频率f与测量轮5的转 速n(r/min)成正比，即f = n/30。在这种结构中，也可以用齿轮 代替椭圆形测量轮5，软铁(极掌)制成内齿轮形式，这时输出 信号频率f 同前式。
1．霍尔效应
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向垂直于薄 片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将 产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应。
B
C
D
A
磁感应强度B为零时的情况
作用在半导体薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势也就越高。 霍尔电势EH可用下式表示：
EH=KH IB
当有图示方向磁场B作用时
数料R中H＝的1电/(n子q)浓，度由。材料为物磁理场性和质薄所片决
式中：N为线圈在工作气隙磁场中的匝数；B为工作气隙磁感应 强度；l为每匝线圈平均长度。

传感器原理及应用—电感式

传感器原理及应用—电感式

(2) 变面积式自感传感器
自感式传感器
匝数为W的线圈自感系数（）自：感
LW2 W2μ S
Rm
l
灵敏度S： dL W 2 μ
dS
l
☻ 测量特性： ① 在忽略气隙磁通边缘效应的条件下，其输出特性呈线性，因而具有较大的线性范围。 ② 与变气隙式相比较，其灵敏度较低。欲提高灵敏度，需减小lδ，但同样受到工艺和结构的限制。
Rm
总磁阻 Rm ： lS21 2Sl
l S
导磁体磁阻
空气隙磁阻
其中 l空 ：气隙 空 长气 度隙 ；S磁 截导 面率
则： LW2 W2μ S
Rm
l
1. 测量原理 ☎ 自感式传感器的结构类型： (1) 变气隙式自感传感器 (2) 变面积式自感传感器 (3) 螺管式自感传感器
自感式传感器
(1) 变气隙式自感传感器
电参量型传感器 电量型传感器
传统传感器
电参量型传感器
电阻式传感器 电感式传感器 电容式传感器 电参量型传感器测量电路
电感式传感器
电感式传感器(Inductance Transducer)是建立在电磁感应的基础上，利用线圈自感或互感的变化实现 非电量的测量。这类传感器的主要特征是具有线圈绕组 。
1. 测量原理
互感式传感器
☎ 零点残余电压 ☻ 零点残余电压：理论分析可知，当铁芯位于中间位置时，差动变压器输出电压峰值应为零。 但实际上并不一定为零，把差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压。
☻ 零点残余电压产生的原因主要是传感器在制作时，两个次级线圈的电气参数与几何尺寸不对 称，以及磁性材料的非线性等问题引起的。
应用示例：
互感式传感器
F 变形部

变磁阻式传感器的应用精品PPT课件

变磁阻式传感器的应用精品PPT课件
应原理把振动信号变换成电信号。主 要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼 等部分组成。在传感器壳体中刚性地 固定着磁铁，惯性质量（线圈组件） 用弹簧元件悬挂于壳体上。
工作时，将传感器安装在机器上，在机器振动时，
线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，产生感应电压，
该信号正比于被测物体的振动速度值，对该信号进行
积分放大处理即可得到位移信号。
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
第四节 变磁阻式传感器的应用
一、电感式压力传感器的应用
•当压力进入膜盒时，膜盒
的顶端在压力P 的作用下 产生与压力P 大小成正比
的位移，于是衔铁也发生 移动，从而使气隙发生变 化，流过线圈的电流也发 生相应的变化，电流表A的 指示值就反映了被测压力 的大小。
线圈 铁芯
衔铁
U～ A
膜盒
P
图4－30 变隙电感式压力传感器结构图
线路板
差动变压器 衔铁
底座 膜盒
接头 图5.20 微压传感器
壳体
插头 通孔
图5.21 CPC型差压计
2021/2/20
3
1、测量振动和加速度 差动变压器式加速度传感器:由悬臂梁和差动变压器构成。测量时，将 悬臂梁底座及差动变压器的线圈骨架固定，而将衔铁的A端与被测振动 体相连， 此时传感器作为加速度测量中的惯性元件，它的位移与被测加 速度成正比，使加速度测量转变为位移的测量。当被测体带动衔铁以 Δx(t)振动时，导致差动变压器的输出电压也按相同规律变化。
B
1
2
2021/2/20
1—悬 臂 梁 ； 2—差 动 变 压 器 1

各向异性磁阻传感器的应用

各向异性磁阻传感器的应用

传感器原理
当外部磁场加到这样的铁磁性薄膜上的时 候，磁畴旋转，改变空间取向，这样使得 薄膜条带构成的线阵的表观电阻发生改变。 具体的说，电桥的相对的两个臂上的电阻 增大，而另外两只相对的臂上的电阻减小， 就反应在电桥电压输出的改变上。
各向异性磁阻传感器HMC1002
实验中采用HoneyWell公司的HMC1002 特性： *响应时间短（可以测高频交变磁场） *测量精度高 （达10^(-8)T) *有两个敏感轴，可确定平面内大小方向
具体工作
* 实际工作中采用MFC编程实现图形显示和数据存 储。
* 由于我们采用的是数值计算，因此找到速度快， 精度高的算法是关键因素。在实现实验数据拟合 时，为避免出现高阶的剧烈震荡，我们用了三次 样条的插值算法。由于没有现成的C代码可用 （网上搜不到），只好找到一个用Pascal写的程 序，逐字逐句地改了过来;为了可以进行任意精度 的计算，我们从STL库里继承了Vector类。重载 了[]运算符，解决了数组大小的动态变化问题。
各向异性磁阻传感器的应用
——从设想到实践
指导教师：刘进老师 合
物理系：刘奇 电子系：虞南方 裴轶
各向异性磁阻传感器(AMR)
原理： *Anisotropic Magnetoresistive Effect——各向
异性磁阻效应
*Unlike the Hall effect,AMR is fundamentally
只好找到一个伪代码描述自己来写。 由于在给定的简化条件下，源形状为过固定端点的简单曲线（不考虑复值情况）。
*Unlike the Hall effect,AMR is fundamentally a quantum-mechanical effect. 比较实测场强值与理论计算值的差别。 * 由于我们采用的是数值计算，因此找到速度快，精度高的算法是关键因素。 给定场的分布，有没有办法将源分布计算 set/reset功能管脚的应用是该磁阻传感器最有特色的地方，有必要做一些更具体的介绍: *响应时间短（可以测高频交变磁场） 所以可以想像，时时对传感器进行复位操作（set/reset）可以使得磁畴总是从一个最初始的状态去感知外部磁场，这在测量不断变化 的磁场的时候可以使得测得数据很准确的反应变化的磁场。 从物理上说，磁畴是具有记忆性的：当先后将两个磁场A,B加到一组磁畴上后,磁畴的排布效果与仅将B磁场加到它上面磁畴的排布效果 不同，即磁畴的排布与它感知的磁场“ ”有关，而不仅仅取决于当前的磁场。 拟合场强分布，得到较光滑的场分布函数 先粗略的看磁场变化趋势，保证不漏掉极值点。 实验部分的几个技术问题： l 改变输出电压信号的极性； 由于在给定的简化条件下，源形状为过固定端点的简单曲线（不考虑复值情况）。 同时，honeywell1022磁阻传感器还内置了两组功能性的铁磁性电阻，外部相应的有两组功能管脚，称作offset管脚和set/reset管脚。 实验中采用HoneyWell公司的HMC1002 将产生脉冲电路与输出带负载部分电路分开考虑 拟合的曲线给出的图形和实际图形的对比 为了消除这种效应，避免瞬时性的大磁场对传感器的不良冲击性影响，honeywell磁阻传感器芯片内置了set/reset功能。 从物理上说，磁畴是具有记忆性的：当先后将两个磁场A,B加到一组磁畴上后,磁畴的排布效果与仅将B磁场加到它上面磁畴的排布效果 不同，即磁畴的排布与它感知的磁场“ ”有关，而不仅仅取决于当前的磁场。 在处理输入问题时，用了北大未名BBS上一位同学为MSflexGrid做的功能扩展头文件，非常方便，在此表示感谢。 *响应时间短（可以测高频交变磁场） l 改变输出电压信号的极性； 用集电极开路非门7406多个门并联驱动负载，以减小输出阻抗，增大带负载能力。 因此，导线形状决定了场强分布。

传感器原理及工程应用5

传感器原理及工程应用5

δ0
当∆δ/δ01时, 可将上式用台劳级数展开成级数形式为 L = L0+∆L = L0 [1 + (
∆δ
δ0
)+(
∆δ
δ0
) +(
2
∆δ
δ0
)3 + ...]
由上式可求得电感增量∆L和相对增量∆L/ L0的表达式, 即
第4章 电感式传感器
∆L = L0
∆δ
δ0 δ0 δ0 ∆L ∆δ ∆δ ∆δ 2 = ⋅ [1 + ( )+( ) + ...] L0 δ0 δ0 δ0
第4章 电感式传感器

(4 - 6） 上式表明, 当线圈匝数为常数时, 电感L仅仅是磁路中磁阻 Rm的函数, 只要改变δ或S0均可导致电感变化, 因此变磁阻式 传感器又可分为变气隙厚度δ的传感器和变气隙面积Ｓ0的传 感器。使用最广泛的是变气隙厚度δ式电感传感器。 输出特性 二、 输出特性 设电感传感器初始气隙为δ0, 初始电感量为L0, 衔铁 位移引起的气隙变化量为∆δ, 从式(4 - 6）可知L与δ之间是非 线性关系, 特性曲线如图(4 -2）表示,初始电感量为
⋅
⋅
⋅
⋅
式中: L0——衔铁在中间位置时单个线圈的电感; ∆L——单线圈电感的变化量。
⋅
将∆L=L0（∆δ/δ0）代入式(4 - 19）得 电压与∆δ有关。
U0 = （∆δ/δ0）, 电桥输出
第4章 电感式传感器
2. 变压器式交流电桥 变压器式交流电桥 变压器式交流电桥测量电路如图 4 - 5所示, 电桥两臂Z1、 Z2为传感器线圈阻抗, 另外两桥臂为交流变压器次级线圈的 1/2 阻抗。当负截阻抗为无穷大时, 桥路输出电压

第3章 变磁阻式传感器

第3章 变磁阻式传感器
第3章 变磁阻式传感器
图3.4 电阻平衡臂电桥电路
图3.5 变压器式交流电桥测量电路
3．调幅电路 当传感器线圈电 量变化时，谐振曲线 将左右移动，工作点 就在同一频率的纵坐 标直线上移动（如移 至B点），于是输出 电压的幅值就发生相 应的变化。 4．调频电路 调频电路的基本 原理是传感器电感L 变化将引起输出电压 频率的变化。
第3章 变磁阻式传感器
当 u2 与 u0 同处于负半周时， VD1 、 VD4 导通， VD2 、 VD3 截止，同样有两 条电流通路，等效电路如图3.16所示。电流通路1为 u01 →RL→ u21 → u21 →A→R→VD1→C→ u01 电流通路2为 u02 →D→R→VD4→A→ u21 → u21→RL→ u02
波形。
图3.12 差动整流电路图
第3章 变磁阻式传感器
图3.13 差动整流波形
2．相敏检波电路
图3.14 二极管相敏检波电路
u0处于正半周时，VD2、VD3导通，VD1、VD4截止，形成两条电流 通路，等效电路如图3.15所示。电流通路1为 u01 →C→VD2→B→ u22 → u22 →RL→ u01 电流通路2为 u u u02 u →RL→ 22 → 22 →B→VD3→D→ 02
交变磁场的频率f 越高，电涡流的渗透深度就越浅， 趋肤效应越严重。可以利用趋肤效应来控制非电量的 检测深度。
第3章 变磁阻式传感器
圆形导线中的电缆电流趋肤效应示意图
a）直流电流时的均匀分布 b）中频电流时中心部位电密度减小 c）高频电流时，电流线趋向表面分布
第3章 变磁阻式传感器
YD9800系列电涡流位移传感器特性
图3.24 变间隙式差动电 感压力传感器

常用传感器原理及应用

常用传感器原理及应用
小初始极距来提高灵敏度。由于电容量C与极距δ呈非线性关系，故
这将引起非线性误差。 实际应用中，为了提高传感器的灵敏度、增大线性工作范
围和克服外界条件（如电源电压、环境温度等）的变化对测量 精度的影响，常常采用差动型电容式传感器。
第二十二页，编辑于星期一：十三点 三十七分。
2. 面积变化型电容式传感器
第二十页，编辑于星期一：十三点 三十七分。
1. 极距变化型电容式传感器
在电容器中，如果两极板相互覆盖面积及极间介质不变，则电容量与极
距δ呈非线性关系。当两极板在被测参数作用下发生位移，引起电容量
的变化为
dc
A 2
d
灵敏度
K
dc
d
A 2
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灵敏度K与极距平方成反比，极距愈小，灵敏度愈高。一般通过减
（2）电容式转速传感器
当齿轮转动时，电容量发生周 期性变化，通过测量电路转换 为脉冲信号，则频率计显示的 频率代表转速大小。设齿数为
z,频率为f,则转速为:
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4.5 压电式传感器
压电式传感器是以某些材料的压电效应为基础，在外力的作用下， 这些材料的表面产生电荷，从而实现非电量到电量的转换。
第四章 常用传感器原理及应用
4.1 概述 4.2 电阻应变式传感器 4.3 电感式传感器 4.4 电容式传感器
4.5 压电式传感器
4.6 磁敏传感器 4.7 光电式传感器 4.8 集成传感器
第一页，编辑于星期一：十三点 三十七分。
一、传感器的定义
4.1 概述
传感器（transducer/senor）是将被测量按一定规律转换成 便于应用的某种物理量的装置。通常将传感器看作是一个把被测 非电量转换成电量的装置。
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差动变压器式加速度传感器:由悬臂梁和差动变压器构成。测量时，将
悬臂梁底座及差动变压器的线圈骨架固定，而将衔铁的A端与被测振动 体相连， 此时传感器作为加速度测量中的惯性元件，它的位移与被测加 速度成正比，使加速度测量转变为位移的测量。当被测体带动衔铁以 Δx(t)振动时，导致差动变压器的输出电压也按相同规律变化。
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三、 电涡流式传感器的应用
可用于测量压力、力、压差、加速度、振动、应变、流 量、厚度、液位等物理量。
1、位移测量
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5.3.4
• • • • 1、位移测量 2、振幅测量 3、转速测量 4、无损探伤
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本章小结
• 1、电感式传感器 • 它分变气隙厚度和变气隙面积两种，变气 隙厚度式使用广泛。 • 差动变隙式是由两个相同的线圈与磁路组 成。其原理为当被测体带动衔铁移动时， 使两个磁路的磁阻发生大小相等符号相反 的变化，引起两线圈产生大小相等、极性 相反的电感增量。 • 差动式的灵敏度与线性度比单线圈的高。
当被测压力进入C形弹簧管时， 线圈 1 C形弹簧管产生变形， 其自 C形 弹 簧 管 由端发生位移，带动与自由 端连接成一体的衔铁运动， 输出 使线圈1和线圈2中的电感发 生大小相等、符号相反的变 化。即一个电感量增大，另 调机 械 零点 螺钉 一个电感量减小。电感的这 线圈 2 衔铁 P 种变化通过电桥电路转换成 ～ 电压输出。由于输出电压与 被测压力之间成比例关系， 图4-31 变隙式差动电感压力传感器 所以只要用检测仪表测量出 输出电压， 即可得知被测压 力的大小。
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二、 差动变压器式传感器的应用 可直接用于位移测量，也可以测量与位移有关的任何
机械量，如振动、加速度、应变、比重、张力和厚度等。
差动变压器 衔铁 线路板 壳体
插头 通孔 底座 膜盒 接头
图5.21 CPC型差压计
图5.20 微压传感器
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1、测量振动和加速度
B 1 2
ห้องสมุดไป่ตู้
1 —悬臂梁； 2 —差动变压器 1 A x(t )
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图4－32 差动变压器式加速度传感器原理图 3
2、 测量位移
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例1：板厚的测量
~
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例2. 测量力或压力
例：张力测量
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例3、 振动检测
其外形如右图，它是利用磁电感 应原理把振动信号变换成电信号。主 要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼 等部分组成。在传感器壳体中刚性地 固定着磁铁，惯性质量（线圈组件） 用弹簧元件悬挂于壳体上。 工作时，将传感器安装在机器上，在机器振动时， 线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，产生感应电压， 该信号正比于被测物体的振动速度值，对该信号进行 积分放大处理即可得到位移信号。 2018/11/10
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• 2、差动变压器式传感器 • 差动变压器式传感器分变隙式、变面积和螺线管式三种， 螺线管式应用较广。 • 其原理为：当被测物体没有位移时，活动衔铁处于初始平 衡位置，变压器输出电压为零；当被测物体有位移时，变 压器输出电压不为零。 • 3、电涡流式传感器 • 电涡流式传感器是根据电涡流效应制成的。当板块金属导 体置于交变磁场中，或在磁场中做切割磁力线运动时，导 体内将产生涡旋状的感应电流，此即电涡流效应。激磁线 圈通交变电流，周围形成交变磁场，导体内产生涡流，电 涡流磁场反抗原磁场，引起线圈等效阻抗发生变化，即可 建立阻抗与变量的单值关系，测量阻抗值，即可求得该被 测量。
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