一、以自感式传感器为例说明差动式传感器可以提高灵敏度的原理?
1、自感式传感器的工作原理
电感值与以下几个参数有关:与线圈匝数w平方成正比;与空气隙有效截面积S0成正比;与空气隙长度l0所反比。
2、灵敏度与非线性
气隙型其灵敏度为:差动式传感器其灵敏度:
以上结论在满足Δl/l0<<1时成立。
从提高灵敏度的角度看,初始空气隙l0距离人应尽量小。其结果是被测量的范围也变小。同时,灵敏度的非线性也将增加。如采用增大空气隙等效截面积和增加线圈匝数的方法来提高灵敏度,则必将增大传感器的几何尺寸和重量。这些矛盾在设计传感器时应适当考虑。与截面型自感传感器相比,气隙型的灵敏度较高。但其非线性严重,自由行程小,制造装配困难。因此近年来这种类型的使用逐渐减少。差动式传感器其灵敏度与单极式比较。其灵敏度提高一倍,非线性大大减小。
3、等效电路
自感式传感器从电路角度来看并非纯电感,它既有线圈的铜耗,又有铁芯的涡流及磁滞损耗,这可用折合的有功电阻抗Rq表示。此外,无功阻抗除电感之外还包括绕组间分布电容。这部分电容用集总参数C表示,一个电感线圈的完整等效电路可用图3-4表示。
式中 Rm---磁路总磁阻;
Za---铁芯部分的磁阻抗;
Z0--空气隙的磁阻抗。
4、转换电路
一、调幅电路
调幅电路的一种主要形式是交流电桥。图(a)所示为交流电桥的一般形式。桥臂Zi可以是电阻、电抗或阻抗元件。当空载时,其输出称为开路输出电压,表达式如下。式中U为电源电压。
图 交流电桥的一般形式及等效电路
(a)电阻平衡臂电桥 (b)变压器电桥
二、调频电路
调频电路的基本原理是传感器电感L变化将引起输出电压频率f的变化。一般是把传感器电感L和一个固定电容C接入一个振荡回路中,如图(a)所示。当L变化时,振荡频率随之变化,根据的f大小即可测出被测量值。当L有了微小变化ΔL后,频率变化Δf为
图 调频电路
三、调相电路
调相电路的基本原理是传感器电感L变化将引起输出电压相位φ的变化。图(a)所示是一个相位电桥,一臂为传感器L,另一臂为固定电阻R。设计时使电感线圈具有高品质因数。忽略其损耗电阻,则电感线圈与固定电阻上压降UL与UR互相垂直,如图(b)所示。当电感L变化时,输出电压U0的幅值不变,相位角φ随之变化。
φ与L的关系为
式中ω--电源角频率
图 调相电路
5、零点残余电压
它表现在电桥预平衡时,无法实现平衡,最后总要存在着某个输出值ΔU0,这称为零点残余电压,如图所示。
图 U0-l特性
6、自感式传感器的特点以及应用
自感式传感器有如下几个特点:
①灵敏度比较好,目前可测0.1μm的直线位移,输出信号比较大、信噪比较好;
②测量范围比较小,适用于测量较小位移;
③存在非线性;
④消耗功率较大,尤其是单极式电感传感器,这是由于它有较大的电磁吸力的缘故;
⑤工艺要求不高,加工容易。
二、互感传感器和自感传感器的区别?
互感器传感器利用互感特性,一般包含两个以上的电感元件,且电感元件之间有较紧密的电磁耦合。例如:电压互感器就是一种互感器传感器。
自感传感器利用自感特性,利用的是被测量变化引起电感值变化的特性,例如:电感式麦克风就是一种自感传感器。
三、为什么变气线式自感传感器采用插动结构可使灵敏度提高一倍?
从提高灵敏度而言,可采取以下措施,同时带来后随的不利因素: 1,采用差分结构,较之单电感式灵敏度可提高1倍。这导致传感器结构复杂。 2,避免空心电感,采用铁芯电感,同样的被测量变化有更大电感变化。这导致线圈体积和重量增加,不利于小型化;同时,使用温度范围被限于磁芯材料的居里温度以下。 3,自感型传感器本身的灵敏度(ΔL/Δ被测量)成反比函数,所以使被测量靠近0值的灵敏度最高。这样的限制使得量程减少。 4,采用尽可能粗的线径,降低线圈直流电阻。这导致体积、成本增大,极少被采用。 5,自感型传感器灵敏度提高后,外部杂散磁场干扰的影响也被加重,这需要增加磁屏蔽设计。这导致成本、使用范围受限。
四、自感式传感器的基本特性?
自感式传感器有如下几个特点:
①灵敏度比较好,目前可测0.1μm的直线位移,输出信号比较大、信噪比较好;
②测量范围比较小,适用于测量较小位移;
③存在非线性;
④消耗功率较大,尤其是单极式电感传感器,这是由于它有较大的电磁吸力的缘故;
⑤工艺要求不高,加工容易。
五、自感式传感器工作原理?
自感式传感器是利用线圈自感量的变化来实现测量的。当被测量发生变化时,使衔铁发生位移,引起磁路中磁阻变化,从而导致电感线圈的电感量变化,就能确定衔铁位移量的大小和方向,这种传感器又称为变磁阻式传感器。
差动变隙式传感器由两个完全相同的电感线圈合用一个衔铁和相应的磁路组成。
六、三种类型自感式传感器的特点?
L=f(u,l,s)
。当固定其中任意两个参数而改变另一个变量时,可制成一种自感式传感器----即有三种类型:变气隙型、变截面型和变磁导率型。
七、压力传感器容易坏是为什么?
1.
传感器输出信号不稳定 这种故障有问题,这是压力的来源
2.
传感器和指针压力表之间的偏差很大。 出现的偏差是正常的现象。确认正常偏差范围。出现容易出现的后一种故障是差压变送器的安装位置对零输出的影响
如果压力上升,发射机也不能上升。 对于情况,首先检查压力接口是否是否漏气或堵塞。