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TURCK圖爾克電感式傳感器NI4系列工作原理及優(yōu)缺點介紹

點擊次數(shù)：1545 更新時間：2019-05-25

　　德國TURCK圖爾克電感式傳感器

　　電感式傳感器是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實現(xiàn)非電量電測的一種裝置。利用電感式傳感器，能對位移、壓力、振動、應變、流量等參數(shù)進行測量。它具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強及測量精度高等一系列優(yōu)點，因此在機電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用。

　　它的主要缺點是響應較慢，不宜于快速動態(tài)測量，而且傳感器的分辨率與測量范圍有關(guān)，測量范圍大，分辨率低，反之則高。

　　圖爾克電感式傳感器工作原理

　　電感式傳感器的工作原理是電磁感應。它是把被測量如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動變壓器式）兩種。

　　變磁阻式傳感器

　　當一個線圈中電流i變化時，該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化，因而在線圈本身產(chǎn)生感應電勢e，這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應電勢稱為自感電勢。

　　變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為δ，傳感器的運動部分與銜鐵相連。

　　當銜鐵移動時，氣隙厚度δ發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導致電感線圈的電感值變化，因此只要能測出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。

　　特點：變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度，這樣對待測信號的放大倍數(shù)要求低。但是受氣隙δ寬度的影響，該類傳感器的測量范圍很小。

　　可變磁阻式傳感器自感

　　自感L與氣隙δ成反比，而與氣隙導磁截面積S0成正比。

　　靈敏度S與氣隙長度δ的平方成反比，δ愈小，靈敏度S愈高。為了減小非線性誤差，在實際應用中，一般取。這種傳感器適用于較小位移的測量，一般約為0.001～1 mm。

　　差動變壓器式傳感器

　　互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應中的互感現(xiàn)象，將被測位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。由于常采用兩個次級線圈組成差動式，故又稱差動變壓器式傳感器。

　　差動變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量，如用交流電壓表指示，則輸出值只能反應鐵芯位移的大小，而不能反應移動的極性；

　　同時，交流電壓輸出存在一定的零點殘余電壓，使活動銜鐵位于中間位置時，輸出也不為零。因此，差動變壓器式傳感器的后接電路應采用既能反應鐵芯位移極性，又能補償零點殘余電壓的差動直流輸出電路。

　　把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器稱為互感式傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級繞組用差動形式連接，故稱差動變壓器式傳感器。

　　差動變壓器結(jié)構(gòu)形式較多，有變隙式、變面積式和螺線管式等。

　　電渦流式傳感器

　　金屬導體置于變化著的磁場中，導體內(nèi)就會產(chǎn)生感應電流，這種電流像水中旋渦一樣

　　在導體轉(zhuǎn)圈，這種現(xiàn)象稱為渦流效應。電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。根據(jù)法拉第定律，當傳感器線圈通以正弦交變電流I1時，線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場H1，使置于此磁場中的金屬導體中感應電渦流I2，I2又產(chǎn)生新的交變磁場H2。

　　德國TURCK圖爾克電感式傳感器優(yōu)缺點

　　電感式傳感器的主要優(yōu)點是：

　?。?）結(jié)構(gòu)簡單，可靠；

　　（2）靈敏度高，高分辨力達0.1μm ；

　?。?）測量度高，輸出線性度可達±0.1% ；

　?。?）輸出功率較大，在某些情況下可不經(jīng)放大，直接接二次儀表。

　　其缺點是：

　　（1）傳感器本身的頻率響應不高，不適于快速動態(tài)測量；

　?。?）對激磁電源的頻率和幅度的穩(wěn)定度要求較高；

　?。?）傳感器分辨力與測量范圍有關(guān)，測量范圍大，分辨力低，反之則高。

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