電感式傳感器被大量應(yīng)用在各行各業(yè)。特別是機(jī)床行業(yè)，以及汽車制造等行業(yè)更是應(yīng)用廣泛。

　　電感式傳感器定義

　　利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成線圈自感系數(shù)或互感系數(shù)的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，這種裝置稱為電感式傳感器。

　　電感式傳感器是利用線圈自感或互感的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的一種裝置。通常由振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路三大部分組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)活動(dòng)電觸點(diǎn)，工作壽命長(zhǎng)。而且靈敏度和分辨力高，輸出信號(hào)強(qiáng)。線性度和重復(fù)性都比較好，能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制。可以測(cè)量位移、振動(dòng)、壓力、流量、比重等參數(shù)。

　　電感式傳感器的核心部分是可變的自感或互感，在將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成線圈自感或互感的變化時(shí)，一般要利用磁場(chǎng)作為媒介或利用鐵磁體的某些現(xiàn)象。這類傳感器的主要特征是具有電感繞組。

　　電感式傳感器的特點(diǎn)

　?。?）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：沒(méi)有活動(dòng)的電觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)。

　　（2）靈敏度高：輸出信號(hào)強(qiáng)，電壓靈敏度每毫米能達(dá)到上百毫伏。

　?。?）分辨率大：能感受微小的機(jī)械位移與微小的角度變化。

　?。?）重復(fù)性與線性度好：在一定位移范圍內(nèi)，輸出特性的線性度好，輸出穩(wěn)定。

　?。?）電感式傳感器的缺點(diǎn)是存在交流零位信號(hào)，不適宜進(jìn)行高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。

　　電感式傳感器的類型

　　電感式傳感器可分為自感式傳感器、差動(dòng)變壓式傳感器和電渦流傳感器三種類型。

　　自感式傳感器

　　1、自感式傳感器的結(jié)構(gòu)

　　自感式傳感器由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯與銜鐵由硅鋼片或坡莫合金等導(dǎo)磁材料制成。

　　自感式傳感器結(jié)構(gòu)圖

　　2、自感式傳感器的工作原理

　　自感式傳感器是把被測(cè)量變化轉(zhuǎn)換成自感L的變化，通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出。

　　傳感器在使用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)部分與動(dòng)鐵心（銜鐵）相連，當(dāng)動(dòng)鐵芯移動(dòng)時(shí)，鐵芯與銜鐵間的氣隙厚度 δ 發(fā)生改變，引起磁路磁阻變化，導(dǎo)致線圈電感值發(fā)生改變，只要測(cè)量電感量的變化，就能確定動(dòng)鐵芯的位移量的大小和方向。

　　自感式傳感器的工作原理示意圖

　　當(dāng)線圈匝數(shù)N為常數(shù)時(shí)，電感L僅僅是磁路中磁阻的函數(shù)，只要改變?chǔ)?或S均可導(dǎo)致電感變化。因此變磁阻式傳感器又可分為變氣隙δ厚度的傳感器和變氣隙面積S的傳感器。

　　如果S保持不變，則L為 δ 的單值函數(shù)，可構(gòu)成變氣隙型自感傳感器；如果保持δ 不變，使S隨位移而變，則可構(gòu)成變截面型自感傳感器；如果在線圈中放入圓柱形銜鐵，當(dāng)銜鐵上下移動(dòng)時(shí)，自感量將相應(yīng)變化，就構(gòu)成了螺線管型自感傳感器。

　　變氣隙式自感傳感器

　　變氣隙式自感傳感器結(jié)構(gòu)

　　變面積式自感傳感器

　　變面積式自感傳感器結(jié)構(gòu)

　　由于漏感等原因，其線性區(qū)范圍較小，靈敏度也較低，因此，在工業(yè)中應(yīng)用得不多。

　　螺管式自感傳感器

　　傳感器工作時(shí)，銜鐵在線圈中伸入長(zhǎng)度的變化將引起螺管線圈電感量的變化。

　　對(duì)于長(zhǎng)螺管線圈l》》r，當(dāng)銜鐵工作在螺管的中部時(shí)，可以認(rèn)為線圈內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度是均勻的，線圈電感量L與銜鐵的插入深度l大致上成正比。

　　螺管型電感傳感器

　　這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，靈敏度較低，適用于測(cè)量較大的位移量。

　　3、差動(dòng)式自感傳感器

　　由于線圈中通有交流勵(lì)磁電流，因而銜鐵始終承受電磁吸力，會(huì)引起振動(dòng)和附加誤差，而且非線性誤差較大。外界的干擾、電源電壓頻率的變化、溫度的變化都會(huì)使輸出產(chǎn)生誤差。

　　在實(shí)際使用中，常采用兩個(gè)相同的傳感線圈共用一個(gè)銜鐵，構(gòu)成差動(dòng)式自感傳感器，兩個(gè)線圈的電氣參數(shù)和幾何尺寸要求完全相同。

　　這種結(jié)構(gòu)除了可以改善線性、提高靈敏度外，對(duì)溫度變化、電源頻率變化等的影響也可以進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少了外界影響造成的誤差，可以減小測(cè)量誤差。

　　a、差動(dòng)式自感傳感器的結(jié)構(gòu)

　?。╝）變氣隙式； （b）變面積式； （c）螺管式差動(dòng)式自感傳感器

　　b、差動(dòng)式自感傳感器的特點(diǎn)

　　差動(dòng)氣隙式電感傳感器由兩個(gè)相同的電感線圈1、2和磁路組成。

　　測(cè)量時(shí)，銜鐵通過(guò)測(cè)桿與被測(cè)位移量相連，當(dāng)被測(cè)體上下移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)桿帶動(dòng)銜鐵也以相同的位移上下移動(dòng)，使兩個(gè)磁回路中磁阻發(fā)生大小相等，方向相反的變化，導(dǎo)致一個(gè)線圈的電感量增加，另一個(gè)線圈的電感量減小，形成差動(dòng)形式。

　　自感系數(shù)特性曲線如圖所示。

　　自感系數(shù)特性曲線圖