電感式傳感器的工作原理和主要類型是什么
如今,我們無(wú)法想象不使用電感式傳感器的自動(dòng)化生活是怎樣的,因?yàn)槭褂米詣?dòng)化檢測(cè)金屬物體的非接觸位置時(shí),無(wú)論是在電子生產(chǎn)、機(jī)械工程、汽車、塑料或食品工業(yè)中,都必須使用耐磨材料。
現(xiàn)在有許多行業(yè)提供范圍廣泛的傳感器,這些傳感器具有適用于幾乎所有應(yīng)用的各種設(shè)計(jì)。某些傳感器具有額外的陶瓷涂層,因此可以焊接。通過(guò)使用這些傳感器,可以高效、自動(dòng)化監(jiān)控控制條件和流程,即使在惡劣的環(huán)境中也是如此。在本文中,小編介紹一種特殊傳感器,即電感式傳感器的工作原理和主要類型。
基本概念
電感式傳感器是機(jī)器中使用的必不可少的部件,這些傳感器是堅(jiān)固耐用的設(shè)備,主要根據(jù)接近式傳感器的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。電感式傳感器檢測(cè)難以接觸的導(dǎo)電金屬部件,主要用于衛(wèi)生和戶外應(yīng)用。
電感式傳感器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)特定的應(yīng)用來(lái)完成。例如,多電壓和高溫傳感器。這些傳感器為限制和位置提供合適的信號(hào),其工作方式類似于用于檢查計(jì)數(shù)任務(wù)和轉(zhuǎn)速的脈沖拾取器。
當(dāng)電感式傳感器以非接觸形式使用時(shí),它們可以持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,因?yàn)樗鼈儾辉O(shè)計(jì)到任何機(jī)械磨損。此外,電感式傳感器可耐受惡劣的環(huán)境條件,如灰塵、振動(dòng)和濕氣,使其成為眾多行業(yè)的完美選擇。
工作原理
電感式傳感器的工作原理主要依靠電磁感應(yīng)原理來(lái)檢測(cè)或測(cè)量物體。電感式傳感器主要包括一個(gè)足以檢測(cè)電磁的感應(yīng)回路。這些傳感器的工作可以通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)振蕩電磁場(chǎng)來(lái)完成,該電磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)中的磁性物體形成的。移動(dòng)物體激活感應(yīng)回路內(nèi)的電流,與法拉第感應(yīng)定律類似。這樣電磁場(chǎng)內(nèi)部就會(huì)發(fā)生變化。所以可以用傳感器電路來(lái)檢測(cè)。當(dāng)注意到磁性金屬時(shí),可以輸出合適的信號(hào)。
電感式傳感器主要包括足以檢測(cè)電磁波的感應(yīng)回路,這些傳感器的工作可以通過(guò)在磁性物體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生由其形成的振蕩電磁場(chǎng)來(lái)完成。移動(dòng)物體激活感應(yīng)回路內(nèi)的電流,這與法拉第感應(yīng)定律類似。因此,電磁場(chǎng)內(nèi)會(huì)發(fā)生變化,這樣它可以通過(guò)傳感器電路進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)探測(cè)到磁性金屬時(shí),可以輸出合適的信號(hào)。
主要類型
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),電感式傳感器是把被測(cè)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(包括可變磁阻式和渦流式)和互感式(差動(dòng)變壓器式)兩種。
1、可變磁阻式傳感器
可變磁阻式傳感器由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)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(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí),氣隙厚度δ發(fā)生改變,引起磁路中磁阻變化,從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化,因此只要能測(cè)出這種電感量的變化,就能確定銜鐵位移量的大小和方向。
2、渦流式傳感器
渦流式傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它能準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面之間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的相對(duì)位移變化。目前渦流式傳感器主要用于研究測(cè)定高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械和往復(fù)式運(yùn)動(dòng)的機(jī)械的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù),以及振動(dòng)等的研究,特別是對(duì)非接觸的高精度振動(dòng)、位移信號(hào),能連續(xù)準(zhǔn)確地采集到振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等軌跡運(yùn)動(dòng)的多種參數(shù)。
3、差動(dòng)變壓器式傳感器
差動(dòng)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(yīng)鐵芯位移的大小,而不能反應(yīng)移動(dòng)的極性;與此同時(shí),交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓,使活動(dòng)銜鐵位于中間位置時(shí),輸出也不為零。因此,差動(dòng)變壓器式傳感器的后接電路應(yīng)采用既能反應(yīng)鐵芯位移極性,又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動(dòng)直流輸出電路。
差動(dòng)變壓器式傳感器是互感式的,它是根據(jù)變壓器的基本原理制成的,并且次級(jí)繞組用差動(dòng)形式連接,故稱差動(dòng)變壓器式傳感器。差動(dòng)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。
電容式傳感器與電感式傳感器
電容式傳感器和電感式傳感器之間的區(qū)別主要包括以下幾方面內(nèi)容:
電容式傳感器
電感式傳感器
通過(guò)使用電場(chǎng)來(lái)檢測(cè)物體。
通過(guò)使用磁場(chǎng)來(lái)檢測(cè)物體。
為了通過(guò)電容傳感器檢測(cè)物體,物體不需要導(dǎo)電。
為了通過(guò)電感式傳感器檢測(cè)物體,物體必須是導(dǎo)電的。
主要用于檢測(cè)金屬和非導(dǎo)電材料。
主要檢測(cè)金屬物體。
電容式傳感器的工作原理是,根據(jù)電容的電特性變化。
電感式傳感器根據(jù)電感變化原理工作。
電容式傳感器有微型、圓柱形、高溫和模擬四種類型。
電感式傳感器有可變磁阻、渦流式、差動(dòng)變壓器式三種類型。
具有較低的開(kāi)關(guān)頻率。
具有較高的開(kāi)關(guān)頻率。
由于可能會(huì)出現(xiàn)誤觸發(fā),所以準(zhǔn)確性不高。
非常高的準(zhǔn)確性。
電容式傳感器的檢測(cè)范圍為2至50毫米。
電感式傳感器的檢測(cè)范圍為0.8至100毫米。
主要應(yīng)用
電感式傳感器的應(yīng)用非常廣泛,下面列舉一些常見(jiàn)的應(yīng)用:
廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、機(jī)器人、鐵路、航空航天等領(lǐng)域。
用于接近傳感器或開(kāi)關(guān)
用于檢測(cè)鐵、鋼、鎳和鈷等黑色金屬。
用于醫(yī)療領(lǐng)域的MRI(磁共振成像)。
用于組裝汽車車身。
這些傳感器用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)位置和控制物體的運(yùn)動(dòng)。
用于生產(chǎn)變壓器和線圈。。
用于交通傳感器以檢測(cè)移動(dòng)的汽車。
這些用于眼動(dòng)追蹤和搜索線圈生產(chǎn)。
用于檢測(cè)應(yīng)用程序中物體的存在,例如整個(gè)檢查過(guò)程中的取放。
用于金屬探測(cè)器。
應(yīng)用于自動(dòng)化行業(yè)。
用于限位開(kāi)關(guān)、速度檢測(cè)和脈沖生成。
用于傳達(dá)系統(tǒng)控制。
用于測(cè)量工具的距離和位置。
以上就是關(guān)于電感式傳感器的基礎(chǔ)內(nèi)容介紹,該傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是適用于一系列應(yīng)用,而且易于裝戴,無(wú)接觸,適用于惡劣環(huán)境。當(dāng)然,電感式傳感器也要一些缺點(diǎn),例如頻率響應(yīng)低不適于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量、對(duì)激磁電源頻率和幅度的穩(wěn)定度要求較高、測(cè)量范圍越遠(yuǎn),準(zhǔn)確性越低。
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