传感器原理与检测技术复习笔记第四章

由线圈、铁芯、衔铁三部分组成，在铁芯和衔铁之间有气隙，传感器的运动部分和衔铁相连。 衔铁移动时，气隙厚度发生变化，引起磁路的磁阻变化，从而导致线圈电感发生变化。 通过测量电感量的变化确定位移的大小和方向。 通常气隙磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻。 变磁阻式传感器可以分为变气隙厚度和变气隙面积两种，前者使用比较广泛。 灵敏度：单位气隙厚度变化引起的电感量的变化。 变气隙电感式传感器的测量范围与灵敏度及线性度相矛盾，因此变气隙电感式传感器适用于测量微小位移的场合。

输入输出为非线性关系

测量电路有交流电桥式、变压器式交流电桥、谐振式 交流电桥式： 变压器式交流电桥：

当压力进入膜盒时，膜盒顶端在压力P的作用下产生与压力大小成正比的位移，因而衔铁发生位移，从而导致气隙发生变化。

当压力作用于C型弹簧时，弹簧产生形变，带动衔铁运动。

把被测量的变化转化为线圈互感变化 次级绕阻用差动式连接 差动变压器电感式传感器的结构形式：变隙式、变面积式、螺线管式 应用最多的是螺线管式差动变压器，可以测量1-100mm机械位移

两个初级绕阻同名端顺向串联，两个次级绕组同名端反向串联

零点残余电压主要是由传感器的两次级绕阻的电气参数和几何尺寸不对称以及磁性材料的非线性等引起的。主要有基波和高次谐波组成。其大小通常在几十毫伏以下。 零点残余电压的消除方法：

两个次级线圈反向串联，

当衔铁位于中心位置时，输出电压并不为0，此时输出电压为零点残余电压ΔUo，造成了实际特性与理论特性不完全一致。

差动整流电路：把差动变压器的两个次级输出电压分别整流，然后将整流后的电压或电流差值输出。

用于测量位移和与位移有关的任何机械量，如震动、加速度、应变、张力、厚度

有压力作用时，衔铁发生位移。

位移与被测加速度成正比，使加速度转变为位移的测量。

根据电涡流效应制成的传感器。

电涡流只集中在金属导体的表面，这一现象称为趋肤效应

线圈阻抗的变化完全取决于被测金属导体的电涡流效应 法拉第电磁感应定律和楞次定律

根据法拉第电磁感应定律，当传感器线圈通以正弦交变电流I1时，线圈周围空间必然产生正弦交变磁场H1，使置于此磁场中的金属导体中感应电涡流I2，I2又产生新的交变磁场H2。 根据愣次定律， H2的作用将反抗原磁场H1，由于磁场H2的作用，涡流要消耗一部分能量，导致传感器线圈的等效阻抗发生变化。

根据电涡流在导体内的贯穿情况和激励信号的频率高低，可分为高频反射式、低频透射式。

包括调频式、调幅式。

当传感器与被测导体距离x改变时，在涡流的影响下，传感器的电感变化，导致真到频率变化

金属导体远离线圈时，回路阻抗最大，谐振回路上输出电压也最大。

位移、振幅、转速、无损探伤