高教社2024传感器与自动检测技术（第四版）教学课件模块3 电感式及电容式传感器.pptx

模块3电感式及电容式传感器;单元1差动变压器式传感器;一、电感式传感器简述;差动变压器传感器产品;二、差动变压器式传感器的工作原理;2．工作原理;差动变压器原理动画演示;差动变压器输出特性

1－理想特性2－实际特性;减小零残电压的方法：;三、差动变压器式传感器的基本特性;四、差动变压器式传感器的测量转换电路;以全波电流输出型差动整流电路为例说明其工作原理：;（2）铁芯上移（u21u22）：

UacUda则ImA=I1－I20;电压输出差动整流电路;全波电压输出型差动整流电路及后续电路;钢板厚度的测量;【应用案例】1.差动变压器式压力变送器;YST－1型差动压力变送器线路原理图;差动变压器式压力变送器的另外两种结构图;【应用案例】2.电感式位移检测在滚珠直径自动分选机的应用;（1）轴承滚珠直径自动分选的要求

①滚柱的标称直径为10.000mm，允许公差范围为±3μm，超出公差范围均予以剔除。

②在公差范围内，滚柱的直径从9.997～10.003mm，分为A～G共7个等级，分别落入对应的7个料箱中。

③滚柱的分选速度为60个／min，分选结果在LCD屏上显示。

（2）轴承滚珠直径自动分选的基本工作原理

①滚柱的推动与定位

②气缸的控制

③轴承滚珠直径自动检测

④落料箱翻板的控制;单元2电涡流式传感器;电涡流探雷器;一、基本工作原理;电涡流效应动画演示;等效电路图;i→Φi→ie→Φe→原线圈L变化

当传感器与被测导体靠近时，传感器的等效阻抗Z将发生变化，可表示为：;电磁炉内部的励磁线圈;电磁炉的工作原理图;二、结构与测量转换电路;电涡流探头内部结构;CZF－1系列传感器的性能;调频式转换电路原理框图;并联谐振回路的谐振频率;（1）应用场合;（2）几种实例;4~20mA电涡流位移传感器外形图;V系列电涡流位移传感器外形图;V系列电涡流位移传感器性能一览表

（摘自洞头开关厂资料）;（4）四线制电涡流位移传感器的接线说明;2、振幅测量;3．转速测量;转速n（单位为r/min）的计算公式为;齿轮转速测量示意图;用于ABS系统的速度传感器;车轮转速传感器剖视图

1-电缆；2-永磁体；3-外壳；4-感应线圈；5-极轴；6-齿圈;4．电涡流探伤;用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹;电涡流传感器探伤检测动画演示;5．厚度测量;电涡流涂层厚度仪;电涡流传感器测量厚度动画演示;6．其它应用;电涡流传感器轴心轨迹测量动画演示;【应用案例】机械轴的偏心测量;技术人员在安装汽轮机轴心测量的传感器;单元3电容式传感器;一、基本工作原理及结构形式;改变d、A、?三个参量中的任意一个量，均可使平板电容的电容量C改变。

固定三个参量中的两个，可以做成三种类型的电容传感器。;几种不同电容式传感器的原理结构图

（其中如b、d、f为差动电容传感器）;1．变极距式电容传感器;变极距式电容传感器结构及特性曲线;2．变面积式电容传感器;变面积式电容传感器的输出特性是线性的，灵敏度是常数。这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量。;3．变介电常数式电容传感器;经推导可知变介电常数式电容传感器其电容与位移或液体高度成线性关系，可由以下表达式表示：;三种电容式传感器比较表;1．变压器电桥电路;缺点：由于电路输出为交流电，应进行相敏检波

后，才能辨别位移方向。;2．调频电路;3．脉冲宽度调制电路;脉冲调宽电路具有以下五方面的特点：;1．压力测量;高压侧进气口;电容式差压变送器内部结构图;各种电容式差压

变送器外形图;利用电容差压变送器测量液体的液位;投入式电容水位计外形图;家用电器压力检测示意图;2．加速度测量;电容式加速度传感器

1－绝缘体2－固体电极3－质量块（动电极）4－弹簧片;硅微加工加速度传感器结构图

1-加速度测试单元；2-信号处理电路；3-衬底；

4-底层多晶硅（下电极）；5-多晶硅悬臂梁；6-顶层多晶硅（上电极）;硅微加工电容加速度传感器实物图;微加工三轴加速度传感器;加速度传感器在汽车中的应用;汽车气囊的保护作用;利用加速度传感器实现延时起爆的钻地炸弹;电容料位测量示意图

1－极棒2－容器壁;聚四氟乙烯外套;电容式油量表原理图;4．转速测量;电容式接近开关外形图;;