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傳感器形狀類型不同,決定電感式傳感器的優點和缺點不同!

發表時間:2022-02-28 18:16【 閱讀量:-查看手機網址
掃一掃!傳感器形狀類型不同,決定電感式傳感器的優點和缺點不同!掃一掃!

  電感式傳感器通常用于測量位置或速度,尤其是在惡劣環境下。感應位置檢測中使用的術語和技術可能會令人困惑。在本文中,我們解釋了各種類型的感應位置傳感器;它們的工作原理和相對優勢。


  感應式位置和速度傳感器有多種形狀、尺寸和設計??梢哉f所有的電感式傳感器都是根據變壓器原理工作的,都是利用基于交流電的物理現象。邁克爾·法拉第在19世紀30年代首次觀察到這一現象,當時他發現第一個載流導體可以“誘導”電流在第二個導體中流動。法拉第的發現構成了現代電機、發電機,當然還有用于位置和速度測量的感應傳感器的基礎。

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  感應式位置和速度傳感器包括簡單的接近開關、可變電感傳感器、可變磁阻傳感器、同步器、旋轉變壓器、旋轉和線性可變差動變壓器(RVDTs&LVDTs),以及新一代感應編碼器(有時稱為編碼器)。


  一、電感式傳感器的類型:


  在簡單的接近(或“接近”)傳感器中,電源導致交流電流在線圈(有時稱為回路、線軸或繞組)中流動。當諸如鋼盤之類的導電或導磁目標接近線圈時,這會改變線圈的阻抗。當超過閾值時,這將作為目標接近的信號。接近傳感器通常用于檢測金屬目標的存在或不存在,并且輸出通常模擬開關。這種類型的感應傳感器通常用于傳統開關可能存在問題的地方——尤其是存在大量污垢或水的地方。下次洗車或登機時看一眼起落架時,您會看到很多感應式接近傳感器。


  可變電感傳感器和可變磁阻傳感器通常產生與導電或導磁目標(通常是鋼棒)相對于線圈的位移成比例的電信號。與接近傳感器一樣,當線圈通電時,線圈的阻抗會根據目標的位移而變化。這種傳感器通常用于測量氣動或液壓柱塞中活塞的位移?;钊梢圆贾贸稍竭^傳感器線圈的外徑。


  同步器是感應式位置傳感器的另一種形式,它們在線圈彼此相對移動時測量線圈之間的感應耦合。同步器通常是旋轉的,需要與傳感器的運動和靜止部分(通常稱為轉子和定子)進行電氣連接。它們可以提供極高的精度,用于工業計量、雷達天線和望遠鏡。眾所周知,同步器價格昂貴,而且越來越少見,大部分已被(無刷)旋轉變壓器所取代。這些是另一種形式的感應式位置檢測器,但電氣連接僅用于定子上的繞組。


  LVDT、RVDT和旋轉變壓器通過線圈(通常稱為初級和次級繞組)之間的電感耦合變化來測量位置。傳感器的初級繞組將能量耦合到次級繞組中,但耦合到每個次級繞組中的能量比率與導磁目標的相對位移成比例變化。在LVDT中,這通常是一根穿過繞組孔的金屬棒。在RVDT或旋轉變壓器中,它通常是一個成形的轉子或極片,它相對于圍繞轉子外圍布置的繞組旋轉。LVDT和RVDT的典型應用包括航空副翼、發動機和燃油系統控制中的液壓伺服系統。旋轉變壓器的典型應用包括無刷電動機換向。


  感應式位置傳感器的一個顯著優勢是相關的信號處理電路不需要位于傳感器線圈附近。這使得傳感線圈可以放置在惡劣的環境中,否則可能會排除其他技術——例如磁傳感器或光學編碼器——因為它們需要相對精密的硅基電子設備位于傳感點。

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  二、電感式傳感器應用:


  感應式位置傳感器在困難條件下可靠運行方面有著悠久的歷史。因此,它們通常是安全相關、安全關鍵或高可靠性應用的自動選擇。此類應用在軍事、航空航天、鐵路和重工業領域很常見。這種良好聲譽的原因與基本物理和操作原理有關,它們通常獨立于:


  ·移動電觸點

  ·溫度

  ·濕度、水和冷凝

  ·異物,如污垢、油脂、砂礫和沙子


  三、電感式傳感器的優點和缺點:


  由于基本操作元件(繞線線圈和金屬部件)的性質,大多數電感式位置傳感器都非常堅固。鑒于其良好的聲譽,一個明顯的問題是“為什么不更頻繁地使用電感式傳感器?”原因是他們的身體強壯既是優勢也是劣勢。電感式傳感器往往準確、可靠和堅固,但也很大、笨重和笨重。對精密繞線線圈的需求也使它們的生產成本很高——尤其是高精度設備。除了簡單的接近傳感器外,更復雜的電感式傳感器對于更主流的應用來說過于昂貴。


  電感式傳感器相對稀缺的另一個原因是,設計人員可能很難指定它們。這是因為每個傳感器通常需要單獨指定和購買相關的交流產生和信號處理電路。反過來,這需要大量的模擬電子技術和知識。因為年輕的工程師傾向于專注于數字電子產品,他們會更喜歡替代和更數字化的方法。

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