电感式换能器或电感式线性换能器

电感式换能器或电感式线性换能器
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电感传感器

感应式换能器是根据磁性材料的磁感应原理工作的。就像电导体的电阻取决于许多因素一样,磁性材料的感应取决于许多变量,如材料上线圈的匝数、磁性材料的大小和磁通路径的磁导率。在感应式换能器中,磁性材料用于磁通路径,并且有一个或多个气隙。气隙的变化也导致电路电感的变化,在大多数感应传感器中,它用于仪器的工作。

常用的电感式换能器有两种:单电感式和双线圈互感式。下面介绍了它们的电路。

  1. 简单电感式感应传感器

在单电感型电感式换能器中,采用单线圈作为换能器。当被测位移的机械元件移动时,改变了电路产生的磁通路径的渗透率,从而改变了电路的电感和相应的输出。电路的输出直接根据输入的值进行校准,因此它直接给出要测量的参数的阀门。

下图1显示了单线圈感应电路。在这里,磁性材料被连接到电路上,并被交流电激发。在底部有另一种磁性材料作为电枢。当电枢移动时,两种磁性材料之间的气隙发生变化,电路产生的磁通的渗透率发生变化,从而改变电路及其输出的电感。输出仪表直接给出阀门的输入机械量。

在图2中,线圈绕在圆形空心磁性材料上,空心磁性材料内部有磁芯运动。在上述电路中,气隙的变化或电路中磁性材料量的变化可用于产生与输入成比例的输出。

线圈的另一种排列如图3所示,其中使用了两个线圈。在这个电路中,磁芯的运动改变了两个线圈的相对电感和整个电路的电感。该系统与感应电桥电路一起用于设备中。在这个电路中,两个线圈感应比的变化提供了与机械输入成比例的输出。

在上述安排中,电流的供应和输出来自同一个线圈或电路。

简单电感式感应传感器

图2

图3

  1. 双线圈互感式感应换能器

在两个线圈的排列中有两个不同的线圈。在第一个线圈中,励磁由外部电源产生,在第二个线圈中获得输出。输出与机械输入成正比。

如下图4所示,A为励磁线圈,B为输出线圈。输出线圈的电感因电枢的位置变化而变化,电枢连接到要测量的运动的机械元件上。随着电枢位置的变化,固定磁性材料与电枢之间的气隙发生变化。图5中显示的排列也以类似的方式工作。

双线圈互感式感应换能器

图4

图5

参考资料和图片

  1. 书:机械测量由Thomas G. Beckwith和N. Lewis Buck,牛津和IBH出版有限公司出版。