电感式传感器的应用

第5章 电感式传感器

一、单项选择题

1、电感式传感器的常用测量电路不包括（ ）。

A. 交流电桥 B. 变压器式交流电桥 C. 脉冲宽度调制电路 D. 谐振式测量电路

2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（ ）。

A. 衔铁上、下移动时，输出电压相位相反

B. 衔铁上、下移动时，输出电压随衔铁的位移而变化 C. 根据输出的指示可以判断位移的方向 D. 当衔铁位于中间位置时，电桥处于平衡状态 3、下列说法正确的是（ ）。

A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。 B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。 C. 相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。 D. 相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。

4、对于差动变压器，采用交流电压表测量输出电压时，下列说法正确的是（ A. 既能反映衔铁位移的大小，也能反映位移的方向 B. 既能反映衔铁位移的大小，也能消除零点残余电压 C. 既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向 D. 既不能反映位移的方向，也不能消

河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸

第 5次课 2 学时

上次课复习： 上一章讲述了电阻式传感器（应变片式传感器）的工作原理、分类、结构、特性、测量电路以及应用。重点掌握应变片式传感器的工作原理、其特性，以及电阻应变片常用测量电路。 本次课题（或教材章节题目）：第4章 电感式传感器 4.1 变磁阻式传感器（原理、特性及其应用） 4.2 差动变压器式传感器（原理、特性及其应用） 教学要求：掌握自感式、互感式传感器的工作原理、输出特性；理解电感式传感器的测量电路，了解电感式传感器的应用。 重 点：掌握变磁阻式、差动变压器式传感器的工作原理及其特性。 难 点：自感和互感传感器的输出特性和测量电路 教学手段及教具：多媒体课件 讲授 讲授内容及时间分配： 4.1 变磁阻式传感器（原理、特性及其应用） 45分钟 4.2 差动变压器式传感器（原理、特性及其应用） 45分钟 课后作业 课本第86页 4-1，4-3、4-8 参考资料 郁有文，常健等.传感器原理及工程应用.西安：西安电子科技大学出版社，2003. 陈杰，黄鸿.传感器与检测技术.北京：高等教育出版社，2002.

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

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应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

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应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

应变式传感器及其应用

钱钧传感器_06数字式传感器

传感器原理及应用

Principles and Applications of Transducer

机械与汽车工程学院

主讲：钱钧

电邮：qianjun@

地址：机械楼604室

2011年5月10日

钱钧传感器_06数字式传感器

传感器在汽车安全上的应用 沃尔沃XC60的城市安全系统

激光雷达，检测前方10m范围，车速

<30km/h

钱钧传感器_06数字式传感器

课前回顾

电介质

内部带电粒子因受原子、分子的内力或分子间的力约束，导致电荷只能在微观（如分子）范围内微小移动，即束缚电荷理想的电介质是绝缘体，内部无自由电荷（即可移动宏观距离的电荷）在外电场作用下能产生电极化（形成极化电荷）现象的物质统称为电介质

无极分子电介质：分子的正电荷中心与负电荷中心重合，如CO2有极分子电介质：分子的正电荷中心与负电荷中心不重合，如H2O 两类电介质

钱钧传感器_06数字式传感器

课前回顾

电偶极子

两个相距较近的等量异号点电荷+q与-q所组成的带电系统电偶极子中，电荷的电量与负、正电荷之间位移向量 G G的乘积

电偶极矩

p= q l

简称电矩，是矢量，反映电偶极子整体电性质的物理量单位体积中所有分子的电偶极矩的矢量和

电极化强度

传感器大作业

题 目： 光电式传感器 系 院： 信息工程学院 专 业： XXXXXXXXXX 班 级： XXXXXXXXXXXX

姓 名： 小王 学 号： 201000000

目录

光电式传感器............................................................................................................ 1 光电传感器内容 ....................................................................................................... 2

1.1 工作原理.............................................................................

鲁东大学信息与电气工程学院软件二班 20102212504 马鑫

热电式传感器在生活中的应用

本系统使用镍铬—镍硅热电偶，被测温度范围为0～655℃，冷端补偿采用补偿电桥法，采用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。不平衡电桥由电阻R1、R2、R3(锰铜丝绕制)、Rcu(铜丝绕制)四桥臂和桥路稳压源组成，串联在热电偶回路中。Rcu与热电偶冷端同处于±0℃,而R1=R2=R3= 1Ω，桥路电源电压为4V，由稳压电源供电，Rs为限流电阻，其阻值因热电偶不同而不同，电桥通常取在20℃时平衡，这时电桥的四个桥臂电阻 R1=R2=R3=Rcu，a、b端无输出。当冷端温度偏离20℃时，例如升高时，Rcu增大，而热电偶的热电势却随着冷端温度的升高而减小。Uab与热电势减小量相等，Uab与热电势迭加后输出电势则保持不变，从而达到了冷端 补偿的自动完成。 测量放大电路

实际电路中，从热电偶输出的信号最多不过几十毫伏(<30mV)，且其中包含工频、静电和磁偶合等共模干扰，对这种电路放大就需要放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗，因此宜采用测量放大电路。测量放大器又称数据放大器、仪表放大器和桥路放大器，它的输入阻抗高，易于与各种信号源匹配，而它的输入失调电压和输入失调电流及输入偏置电流小，并且温漂较小。由于时间温漂小，因而测量放大器的稳定性好。由三运放组成测量放大器，差动输入端R1和R2分别接到A1和A2的同相端。输入阻抗很高，采用对称电路结构，而且被测信号直接加到输入端，从而保证了较强的抑制共模信号的能力。A3实际上是一差动跟随器，其增益近似为1。测量放大器的放大倍数为：AV= V0/（V2-V1），AV=RF/R(1+(Rf1+Rf2)/RW)。在此电路中，只要运放A1和A2性能对称(主要指输入阻抗和电压增益)，其漂移将大大减小，具有高输入阻抗和共模抑制比，对微小的差模电压很敏感，适宜于测量远距离传输过来的信号，因而十分易于与微小输出的传感器配合使用。RW是用来调整放大倍数的外接电阻，在此用多圈电位器。

实际电路中A1、A2采用低漂移高精度运放OP-07芯片，其输入失调电压温漂αVIOS和输入失调电流温漂αIIOS都很小， OP-07采用超高工艺和“齐纳微调”技术，使其VIOS、IIO

第4章磁电式传感器

磁电式传感器是通过磁电作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传感器。磁电感应式传感器、霍尔式传感器都是磁电式传感器。磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动产生感应电势的；霍尔式传感器为载流半导体在磁场中有电磁效应(霍尔效应)而输出电势的。它们原理并不完全相同，因此各有各的特点和应用范围。

4.1 霍尔式传感器本章要点

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4.1 霍尔式传感器

霍尔式传感器是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被测量、如电流、磁场、位移、压力等转换成电动势输出的一种传感器。

?霍尔效应和霍尔元件材料?霍尔元件构造及测量电路?霍尔元件的主要技术指标?霍尔元件的补偿电路

?霍尔式传感器的应用举例

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4.1.1霍尔效应和霍尔元件材料

?

??

霍尔效应

现象：一个宽为b,厚为a的半导体处于磁场中，当通有电流时，其两端会产生电场——霍尔效应。

F??原因：洛仑兹力?fL?qv?B电场力??L

动态平衡

fE?qEHFE

EH是霍尔电场；UH是霍尔电势（电压）。且

??UHfL?fE ? qvB?qEH?qbUH? bvB返回

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4.1.1霍尔效应和霍尔元件材料

dqII??navbe ? v?利用

dtneabIBU

传感器检测 课件

被测非电量

电磁 感应

自感系数L

互感系数M

测量 电路

U、I、f

自感式传感器 电感式传感器 互感式传感器 电涡流式传感器

传感器检测 课件

电感式传感器定义：是一种利用线圈自感和互感的变化实现 非电量电测的装置。 感测量：位移、振动、压力、应变、流量、比 重等。 种类：根据转换原理，分自感式、互感式、电 涡流式三种； 根据结构型式，分气隙型、面积型和螺管型。

传感器检测 课件

电感式传感器优点： ①结构简单、可靠，测量力小 ②分辨力高 机械位移0.1μm,甚至更小；角位移0.1角秒。 输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm 。 ③重复性好，线性度优良 在几十μm到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度 较好，且比较稳定。 ④能实现远距离传输、记录、显示和控制。 不足：存在交流零位信号，不宜高频动态测量。

传感器检测 课件

3.1 自感式传感器3.1.1 自感式传感器的工作原理NΦ L I线圈线圈匝数

铁芯

I为线圈中所通交流电的有效值。IN Φ RM总磁阻

δ Δδ

衔铁

图3-1 变磁阻式传感器

两式联立得:

N2 L RM

传感器检测 课件

而

RM RF R L1 L2 1 A1 2 A2导磁率 磁导率 H/m

其中

传感器检测 课件

被测非电量

电磁 感应

自感系数L

互感系数M

测量 电路

U、I、f

自感式传感器 电感式传感器 互感式传感器 电涡流式传感器

传感器检测 课件

电感式传感器定义：是一种利用线圈自感和互感的变化实现 非电量电测的装置。 感测量：位移、振动、压力、应变、流量、比 重等。 种类：根据转换原理，分自感式、互感式、电 涡流式三种； 根据结构型式，分气隙型、面积型和螺管型。

传感器检测 课件

电感式传感器优点： ①结构简单、可靠，测量力小 ②分辨力高 机械位移0.1μm,甚至更小；角位移0.1角秒。 输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm 。 ③重复性好，线性度优良 在几十μm到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度 较好，且比较稳定。 ④能实现远距离传输、记录、显示和控制。 不足：存在交流零位信号，不宜高频动态测量。

传感器检测 课件

3.1 自感式传感器3.1.1 自感式传感器的工作原理NΦ L I线圈线圈匝数

铁芯

I为线圈中所通交流电的有效值。IN Φ RM总磁阻

δ Δδ

衔铁

图3-1 变磁阻式传感器

两式联立得:

N2 L RM

传感器检测 课件

而

RM RF R L1 L2 1 A1 2 A2导磁率 磁导率 H/m

其中

篇一：电阻应变式传感器教案

专业课教案 2010年全国职业培训 参评组别：

优秀教研成果评选活动参评教案

专业分类：机电类 课程名:传感器及应用

电阻应变式传感器

作者姓名： 吕 小 亚

单 位: 陕西省彬县职业教育中心

通讯地址: 彬县西大街34号

邮政编码: 713500

联系电话: 18717285091

课题 电阻应变式传感器

一、教学设计

1、教材地位和作用

《传感器及应用》开设在机电专业第二学年，本书内容安排采用总分的结构，第二章分别介绍各类传感器的原理及应用，第一节《电阻应变式传感器》正是其中最简单最典型的一类传感器。这一节课的作用就知识体系而言，是机械、电子、化学、光学等基础知识的综合运用；就教学策略而言，是让学生掌握一种学习模式：掌握原理——实验论证——拓展应用——创新提高，而这个模式是后续章节每一种传感器的整体教学思路。

2、学情分析

本课题的授课对象是08机电2、3班。班内相当一部分学生初中没毕业，逻辑能力抽象思维能力差，前面学习的专业知识并不扎实，学生心态也比较浮躁，好的方面的是，学生好奇心强，好动性强，经过实习生活阅历有所丰富，对专业以及将来的职业有了比较理性的认识，学习的主动性有所提高。

3、教学目标定位

知识目标：1、掌握应变效应及电