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第四章 电感式传感器 原理：利用电磁感应原理——磁路磁阻的变化，引起传感器线圈的电感(自感或互感)的变化。 分类： 电感传感器的基本工作原理演示 F 电感传感器的基本工作原理演示 气隙变小，电感变大，电流变小 一 自感式传感器 （变磁阻式传感器） 1、工作原理 （i）当衔铁下移： 由此可见, 变气隙式电感传感器的测量范围与灵敏度及线性度相矛盾, 所以变隙式电感传感器用于测量微小位移时是比较精确的。为了减小非线性误差, 实际测量中广泛采用差动变气隙式电感传感器。 (3) 变面积型(自感)传感器 3、等效电路 二 互感式传感器（差动变压器式） 互感式传感器使衔铁随被测量移动，从而引起初次级线圈间的互感变化，形成输出电压的变化。原理类似于变压器，次级绕组接成差动方式，故又称差动变压器式传感器。 实际上, 当衔铁位于中心位置时, 差动变压器输出电压并不等于零, 我们把差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压。 零点残余电压主要是由传感器的两次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性（铁磁饱和、磁滞损耗）等问题引起的。 零点残余电压一般在几十毫伏以下，在实际使用时，应设法减小。 3、测量电路 差动变压器输出的是交流电压, 若用交流电压表测量, 只能反映衔铁位移的大小, 而不能反映移动方向。 其测量值中将包含零点残余电压。 为了达到能辨别移动方向及消除零点残余电压的目的, 实际测量时, 常常采用差动整流电路和相敏检波电路。 2. 相敏检波电路 电涡流位移传感器 在空预器间隙控制系统中的应用 容克式空气预热器的漏风问题 径向漏风 上部径向漏风 下部径向漏风 周向漏风 携带漏风 间隙控制系统的结构 高温电涡流位移检测装置 空预器密封间隙控制系统中的关键问题是预热器变形量的测量问题。 它的难点在于发生变形的预热器转子是运动的而且空预器内的温度接近摄氏400度同时其内部还有大量的煤灰和腐蚀性气体。 由理工大学信控中心研制的高温型电涡流位移测量装置填补了国内在此领域的空白，在国外也未发现同类型的产品。其成果获国家三等奖。 间隙测量装置的主要性能指标： 1.间隙测量范围 0-10mm 2.分辨率 ≤0.1mm 3.频率响应 ≥50HZ 4.间隙测量探头耐温　≥420℃ 5.信号变送器耐温 ≥65℃ 6.输出信号标准 0-10mA与4-20mA 可设置 智能型间隙程控装置 1.高可靠性 系统内部设计了完善的故障自动诊断功能和故障报警功能。系统可以自动检测多种内部故障并将这些故障分为两类，对于危及系统安全的故障以闪光报警的方式提醒运行人员注意,同时在计算机屏幕以文字显示故障种类。对于一般性的故障系统将其记录在故障报警画面里等待维护人员在条件许可时再处理。 2.高自动投入率 系统采用连续调节规律使密封间隙始终维持在最小值，消除了间歇式调节的“假自动”现象。同时系统可以自动修正测量探头的漂移，防止了信号漂移引起的自动解除，进一步提高了自动投入率。 3.简单的使用与维护 由于采用智能控制方法和良好的人机界面使使用户能够很方便地根据提示进行操作，而且系统的故障分析和记录功能使设备维护工作简单易行。 思考题 什么是电感式传感器？电感式传感器的分类？ 自感式电感传感器基本结构？简述其工作原理。 简述变间隙式电感（自）传感器的输出特性及应用范围？ 电感式传感器的测量电路及特点？ 互感式电感传感器为什么又被称作差动变压器式传感器？ 什么是零点残余电压？产生的原因及消除方法？ 涡流式传感器工作原理？ 作业 第84页 4-5、4-7、4-8 容克式空气预热器 如果不采取措施，满负荷下将有大约60%的漏风是通过上部径向变形间隙泄露的。 空预器上部漏风的减小可明显减小单位千瓦的燃煤消耗。 系统主画面 实际特性曲线 理论特性曲线 ΔU0 零点残余电压 2、输出特性 传感器的 输出电压 M1 M2 ①当衔铁处中间位置 ②当衔铁向上移动 ③当衔铁向下移动 频率特性 根据 ： ①当激励频率过低时 L r1 ω 1 灵敏度随频率增加而增加 由 ②当激励频率增加 L r1 ω 1 在一定工作范围内输出电压与频率无关 由 ③当激励频率继续增加 受导线趋肤效应、铁损的影响，特性下降 反串联接 桥路联接 桥路的灵敏度是反串联接法的一半，由于有Rw，则无需调零电路。 结论 全波电流输出 当衔铁位于零位 当衔铁位于零位以上 当衔铁位于零位以下 Iab＝I1－I2 I1＝I2 Iab＝0 I1 I2 Iab0 I1 I2 Iab 0 半波电流输出 a b mA I 1 I 2 (1)