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​解读|一文带你全面了解电感式传感器

时间:2022-08-05 14:40:19来源:中国传动网

导语:​电感式传感器是利用电磁感应定律,通过线圈的自感和互感的变化来实现非电量测量的一种装置。其特点便是使用电感的物理特性,不直接接触被测物,便可测量位移、振动、压力、流量等信号。

  电感式传感器是利用电磁感应定律,通过线圈的自感和互感的变化来实现非电量测量的一种装置。其特点便是使用电感的物理特性,不直接接触被测物,便可测量位移、振动、压力、流量等信号。

  电感式传感器的工作原理是电磁感应,它是把被测量如位移等,转换为电感量变化的一种装置。电感式传感器具有结构简单, 工作可靠, 测量精度高, 零点稳定, 输出功率较大等一系列优点, 其主要缺点是灵敏度、线性度和测量范围相互制约, 传感器自身频率响应低, 不适用于快速动态测量。

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  一、电感式传感器特点

  电感式传感器可以实现信息的远距离传输、记录、显示以及控制的功能,它在工业自动控制系统中被广泛的采用。它主要具有以下特点:

  (1)结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。

  (2)具有很高的灵敏度以及分辨力,可以测出0.01微米的位移变化,且它的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。

  (3)线性度和重复性都比较好,在一定位移范围内,传感器非线性误差可达0.05%~0.1%。

  二、电感式传感器装置分类

  电感式传感器分为三种类型:改变气隙厚度 δ 的自感传感 器,即变间隙式电感传感;改变气隙截面 S 的自感传感器,即 变截面式电感传感器;同时改变气隙厚度 δ 和气隙截面 S 的自 感传感器,即螺管式电感传感器。

  变间隙型电感传感器

  这种传感器的气隙 δ 随被测量的变 化而改变,从而改变磁阻。 它的灵敏度和非线性都随气隙的增 大而减小,因此常常要考虑两者兼顾. δ 一般取在 0. 1 ~ 0. 5 毫 米之间。

  改变面积型电感传感器

  这种传感器的铁芯和衔铁之间的 相对覆盖面积( 即磁通截面) 随被测量的变化而改变,从而改 变磁阻. 它的灵敏度为常数,线性度也很好。 螺管插铁型电感传感器。 它由螺管线圈和与被测物体相连 的柱型衔铁构成。其工作原理基于线圈磁力线泄漏路径上磁阻 的变化。 衔铁随被测物体移动时改变了线圈的电感量。这种传 感器的量程大,灵敏度低,结构简单,便于制作。

  螺管插铁型电感传感器

  它由螺管线圈和与被测物体相连的柱型衔铁构成。其工作原理基于线圈磁力线泄漏路径上磁阻的变化。衔铁随被测物体移动时改变了线圈的电感量。这种传感器的量程大,灵敏度低,结构简单,便于制作。

  三、电感式传感器的应用

  传感器作为采集和获取信息的工具,对系统的自动化检测和质量监测起着重要作用。电感式传感器是一种互感式电感传感器,它可将微小的机械量,如位移、振动、压力造成的长度、内径、外径、不平行度、不垂直度、偏心、椭圆度等非电量物理量的几何变化转换为电信号的微小变化,转化为电参数进行测量,是一种灵敏度较高的传感器,具有结构简单可靠、输出功率大、抗阻抗能力强、对工作环境要求不高、稳定性好等一系列优点,因而被广泛应用于各种工程物理量检测与自动控制系统中。

  电感式传感器作为一种位置反馈元件,目前已经广泛应用于几乎所有自动化控制的工业领域之中,对检测和自动控制系统的可靠运行具有关键性的作用。

  机械加工

  (1)电感式传感器可以用于测量位移、尺寸、压力等物理量。

  (2)用电感式位移传感器可以提高轴承制造的精度,

  (3)用电感测微仪测量来微小精密尺寸的变化,

  (4)实现液压阀开口位置的精准测量,

  (5)用于设计智能纺织品的柔性传感器,

  (6)用电感传感器原理的孔径锥度误差测量仪,

  (7)用电感传感器检测润滑油中磨粒;

  (8)用电感传感器监测吊具导向轮等等。

  (9)利用电感式传感器可以实现工件的高精度加工,可以实现工件加工流程的自动化操作,还能对工件进行探伤。

  机器人

  电感传感器还可用来做磁敏速率开关、齿轮龄条测速,链轮齿速率检测等,如机器人机械臂的运动轨迹需要严格控制,使用电感式传感器可以对机械臂的位置进行限位,对机械臂中的齿轮转动速度和位置进行监控,保证机械臂的稳定运行。链轮齿速率检测,链输送带的速率和距离检测,齿轮龄计数转速表及汽车防护系统的控制等。此外该类传感器还可用在给料管系统中小物体检测、物体喷出控制、断线监测、小零件区分、厚度检测和位置控制等。

  智能机械

  电感传感器还可用来链输送带的速率和距离检测,齿轮龄计数转速表及汽车防护系统的控制等。比如货车卸货时,对箱斗的位置要进行一个限制,箱斗的升举范围只能控制在一定限度,使用接近式传感器可以检测箱斗的升举高度从而控制液压系统进行限位。

  其他应用

  电感式传感器还可以应用于磨加工主动测量、测量长度位移量和制作电子测微仪等。

  四、电感式传感器的优缺点

  电感式传感器的主要优点是:

  1、结构简单,可靠;

  2、灵敏度高,最高分辨力达0.1μm ;

  3、测量精确度高,输出线性度可达±0.1% ;

  4、输出功率较大,在某些情况下可不经放大,直接接二次仪表。

  电感式传感器的缺点是:

  1、传感器本身的频率响应不高,不适于快速动态测量;

  2、对激磁电源的频率和幅度的稳定度要求较高;

  3、传感器分辨力与测量范围有关,测量范围大,分辨力低,反之则高。

  五、电感式传感器产品要求

  1、检测距离的衰减性。滑翘为铁质,适合电感式传感器检测;而滑翘被测部分的尺寸略小于标准检测物尺寸(标准被测物尺寸为3倍额定检测距离,此应用中,标准尺寸应为120*120mm),这样的话就会有一定的衰减。

  2、现场抗干扰能力。这个是不容忽视的问题,普通电感式传感器容易被电机或变频器干扰,很多技术人员只对在此附近的应用选择相应强抗电磁干扰的传感器。但在汽车制造车间,厂房大,现场技术人员习惯使用对讲机沟通,尤其是边走边用对讲机对话时,会不经意的靠近传感器,导致短暂失效。

  3、安装方面。随着电感式传感器的普及,传感器不仅仅在电气性能方面有所提升,其机械方面的设计也越来越人性化。要在最大程度的实现人性化安装。减少了多种近似产品的备货和减少了安装、维护的时间。

  4、稳定运行的保障。在车厂的使用中,要杜绝任何油污、尘污的侵蚀。另外,滑翘经过轨道时,震动是长期存在的,优异的抗震动性同样是有着非常重要的作用。

  文章来源:亿佰特物联网应用,电子产品世界,OFweek维科网

标签: 传感器​

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