1、變磁阻式傳感器
m. faraday 電磁感應(yīng)定律(1831年):當(dāng)一個(gè)線圈中電流i變化時(shí),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(yīng)電勢(shì)e,這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)稱為自感電勢(shì)。
變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由線圈、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。
圖1 變磁阻式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖
特點(diǎn):變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度,這樣對(duì)待測(cè)信號(hào)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(cè)量范圍很小。
2、差動(dòng)變壓器式傳感器
把被測(cè)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(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。變隙式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。
圖2 差動(dòng)變壓器式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2中r1a與l1a , r1b與l1b , r2a與l2a , r2b與l2b,分別為w1a , w1b , w2a, w2b繞阻的直流電阻與電感。
3、 電渦流式傳感器
金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場(chǎng)中,導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種電流像水中旋渦一樣在導(dǎo)體轉(zhuǎn)圈,這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。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(dāng)傳感器線圈通以正弦交變電流i1時(shí),線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場(chǎng)h1,使置于此磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流i2,i2又產(chǎn)生新的交變磁場(chǎng)h2。
圖3 電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)