1, 自感式传感器和互感式传感器的特点各是什么
互感器传感器利用互感特性,一般包含两个以上的电感元件,且电感元件之间有较紧密的电磁耦合。例如:电压互感器就是一种互感器传感器。自感传感器利用自感特性,利用的是被测量变化引起电感值变化的特性,例如:电感式麦克风就是一种自感传感器。电感式传感器大致可以分为自感式、互感式和涡流式三种。也有将互感式和涡流式统称为互感式。三种传感器都是基于电磁感应原理。准确定义或者详细原理不便一一细说。举两个例子说明:1、拾音器,一个线圈内部有一个磁铁,线圈遇到声音振动时,线圈与磁铁的相对位置改变,电感量改变,输出电信号随之改变。这属于自感式传感器。也就是说,自感式传感器是利用自身电感的变化实现传感的。2、互感器,互感器有两个线圈,两个线圈绕在同一个闭合铁芯上,一次绕组的电能转变为磁场能,通过铁芯又转变为二次绕组的电能。这个过程中,传感器直接将一次绕组的电能变化通过磁场传输到二次绕组,而两个线圈的自感和互感都没有变化。
2, 自感式传感器应用于哪些领域
1、自感式传感器的工作原理电感值与以下几个参数有关:与线圈匝数w平方成正比;与空气隙有效截面积S0成正比;与空气隙长度l0所反比。2、灵敏度与非线性气隙型其灵敏度为:差动式传感器其灵敏度:以上结论在满足Δl/l0从提高灵敏度的角度看,初始空气隙l0距离人应尽量小。其结果是被测量的范围也变小。同时,灵敏度的非线性也将增加。如采用增大空气隙等效截面积和增加线圈匝数的方法来提高灵敏度,则必将增大传感器的几何尺寸和重量。这些矛盾在设计传感器时应适当考虑。与截面型自感传感器相比,气隙型的灵敏度较高。但其非线性严重,自由行程小,制造装配困难。因此近年来这种类型的使用逐渐减少。差动式传感器其灵敏度与单极式比较。其灵敏度提高一倍,非线性大大减小。3、等效电路自感式传感器从电路角度来看并非纯电感,它既有线圈的铜耗,又有铁芯的涡流及磁滞损耗,这可用折合的有功电阻抗Rq表示。此外,无功阻抗除电感之外还包括绕组间分布电容。这部分电容用集总参数C表示,一个电感线圈的完整等效电路可用图3-4表示。式中 Rm---磁路总磁阻;Za---铁芯部分的磁阻抗;Z0--空气隙的磁阻抗。4、转换电路一、调幅电路调幅电路的一种主要形式是交流电桥。图(a)所示为交流电桥的一般形式。桥臂Zi可以是电阻、电抗或阻抗元件。当空载时,其输出称为开路输出电压,表达式如下。式中U为电源电压。图 交流电桥的一般形式及等效电路(a)电阻平衡臂电桥 (b)变压器电桥二、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f的变化。一般是把传感器电感L和一个固定电容C接入一个振荡回路中,如图(a)所示。当L变化时,振荡频率随之变化,根据的f大小即可测出被测量值。当L有了微小变化ΔL后,频率变化Δf为图 调频电路三、调相电路调相电路的基本原理是传感器电感L变化将引起输出电压相位φ的变化。图(a)所示是一个相位电桥,一臂为传感器L,另一臂为固定电阻R。设计时使电感线圈具有高品质因数。忽略其损耗电阻,则电感线圈与固定电阻上压降UL与UR互相垂直,如图(b)所示。当电感L变化时,输出电压U0的幅值不变,相位角φ随之变化。φ与L的关系为式中ω--电源角频率图 调相电路5、零点残余电压它表现在电桥预平衡时,无法实现平衡,最后总要存在着某个输出值ΔU0,这称为零点残余电压,如图所示。图 U0-l特性6、自感式传感器的特点以及应用自感式传感器有如下几个特点:①灵敏度比较好,目前可测0.1μm的直线位移,输出信号比较大、信噪比较好;②测量范围比较小,适用于测量较小位移;③存在非线性;④消耗功率较大,尤其是单极式电感传感器,这是由于它有较大的电磁吸力的缘故;⑤工艺要求不高,加工容易。
名词解释
传感器
传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
自感
由于导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。 当导体中的电流发生变化时,它周围的磁场就随着变化,并由此产生磁通量的变化,因而在导体中就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,此电动势即自感电动势。这种现象就叫做自感现象。
互感
当一线圈中的电流发生变化时,在临近的另一线圈中产生感应电动势,叫做互感现象。互感现象是一种常见的电磁感应现象,不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且也可以发生于任何两个相互靠近的电路之间