互感式传感器.
互感式传感器测量原理
互感式传感器测量原理互感式传感器是一种常用于测量和监测物理量的传感器。
它利用互感现象来实现测量原理。
互感现象是指当两个线圈靠近时，其中一个线圈的电流变化会导致另一个线圈中的电流发生变化。
互感式传感器的基本结构由两个线圈组成，一个称为主线圈，另一个称为辅助线圈。
主线圈中通入待测物理量所产生的电流，而辅助线圈则用来测量这个电流的变化。
主线圈和辅助线圈之间通过磁场相互耦合，当主线圈中的电流发生变化时，会在辅助线圈中感应出电动势。
互感式传感器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
根据法拉第电磁感应定律，当一个线圈中的磁通量发生变化时，会在另一个线圈中感应出电动势。
互感式传感器利用这一原理，通过测量辅助线圈中感应出的电动势来间接测量主线圈中的电流变化。
互感式传感器的测量原理可以通过以下步骤来解释。
首先，主线圈中通过待测物理量产生的电流会产生一个磁场。
这个磁场会传导到辅助线圈中，并在辅助线圈中感应出电动势。
然后，通过测量辅助线圈中的电动势，可以得到主线圈中电流的变化情况。
根据测得的电动势和已知的线圈参数，可以计算出主线圈中的电流值。
互感式传感器的测量原理具有一定的优势。
首先，它具有较高的灵敏度和精度，能够实现对微小电流变化的测量。
其次，互感式传感器的结构简单、体积小，适用于各种应用场景。
此外，它具有较好的线性特性和频率响应特性，能够满足不同领域的测量需求。
互感式传感器在许多领域都得到了广泛的应用。
例如，在工业自动化领域，互感式传感器可以用来测量电流、位移、压力等物理量。
在医疗领域，它可以用来监测心电图信号、血压等生理参数。
在环境监测领域，互感式传感器可以用来监测温度、湿度、光照强度等环境参数。
互感式传感器是一种基于互感现象的传感器，利用互感现象来实现对物理量的测量和监测。
它通过测量辅助线圈中感应出的电动势来间接测量主线圈中的电流变化。
互感式传感器具有灵敏度高、精度高、结构简单、体积小等优点，广泛应用于各个领域。
互感式传感器的工作原理
互感式传感器的工作原理一、介绍互感式传感器是一种常见的传感器类型，它通过感应到外部磁场的变化来测量某种物理量。
本文将详细探讨互感式传感器的工作原理及其应用。
二、互感式传感器的基本原理互感式传感器是基于互感现象工作的。
互感现象是指当电流通过一个线圈时，会在相邻的另一个线圈中产生感应电动势。
传感器中有两个线圈，一个线圈称为驱动线圈，另一个线圈称为接收线圈。
当外部磁场的变化作用于传感器时，驱动线圈中的电流也会相应改变，进而产生感应电动势在接收线圈中。
三、互感式传感器的结构互感式传感器通常由铁芯、驱动线圈、接收线圈和信号处理电路组成。
铁芯用于增强传感器对外部磁场的感应能力，驱动线圈产生磁场，接收线圈用来接收感应电动势，信号处理电路用来处理接收到的信号并输出。
3.1 铁芯铁芯是互感式传感器中重要的结构部分。
它由磁性材料制成，可以增强传感器的磁感应强度，从而提高传感器的灵敏度和准确性。
3.2 驱动线圈驱动线圈是产生磁感应强度的部分。
它通过通电产生磁场，这个磁场会对外部磁场产生相应的影响。
3.3 接收线圈接收线圈是感应到外部磁场变化的部分。
当外部磁场变化时，接收线圈中会产生感应电动势。
3.4 信号处理电路信号处理电路用来处理接收到的感应电动势信号。
它可以放大信号、去除噪声并输出一个稳定的电压或电流信号。
四、互感式传感器的应用互感式传感器具有广泛的应用领域，下面列举一些常见的应用。
4.1 位移测量互感式传感器可以通过测量外部磁场的变化来实现位移测量。
当物体发生位移时，位于互感式传感器附近的磁场也会发生变化，从而产生感应电动势。
通过测量感应电动势的大小可以确定位移的大小。
4.2 接近开关互感式传感器可以用作接近开关。
当物体靠近传感器时，外部磁场会对传感器产生影响，从而改变传感器中的感应电动势。
通过监测感应电动势的变化，可以实现物体的接近检测。
4.3 流量测量互感式传感器可以用于测量液体或气体的流量。
通过将传感器安装在流体管道中，当流体通过时，会对传感器产生磁场的影响。
互感式压力传感器工作原理
互感式压力传感器工作原理
互感式压力传感器通常由一对线圈组成，其中一个被称为激励线圈，另一个被称为测量线圈。
激励线圈通常连接到一个交流电源，而测量线圈则作为一个感应器。
当激励线圈通过交流电流时，会产生一个变化的磁场。
当被测对象施加压力时，它会改变感应线圈中的电感。
这是因为外部压力会引起感应线圈附近的磁场发生变化，从而改变了感应线圈的磁通量。
由于电感和磁通量之间存在线性关系，所以外部压力的变化会导致感应线圈电感的变化。
这个变化可以通过测量线圈产生的电压来检测。
测量线圈位于感应线圈附近，当感应线圈中的电感发生变化时，测量线圈中也会感应出一个电压。
这个电压与感应线圈中的电感变化成正比。
最后，测量线圈中的电压被放大并处理以产生一个可供读取的压力信号。
这个信号可以通过一些计算或者数值处理技术来转换成实际的压力值。
总而言之，互感式压力传感器的工作原理是通过测量线圈中感应到的电感变化来检测外部压力变化，并将其转换为可供读取的压力信号。
互感型(差动变压器式)传感器图解分析.
互感型（差动变压器式）传感器图解分析
互感型传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感现象，将被测位移量转换成线圈互感的变化。
由于常采用两个次级线圈组成差动式，故又称差动变压器式传感器。
和两个参数完全相同的次级线圈、组成。
线圈中心插入圆柱形铁芯、反极
加上交流电压时，如果，则输出
；当铁芯向上运动时，；当铁芯向下运动时，。
铁芯偏离中心位置愈大，愈大
差动变压器式传感器输出的电压是交流量，如用交流电压表指示，则输出值只能反应铁芯位移的大小，而不能反应移动的极性；同时，交流电压输出存在一定的零点残余电压，使活动衔铁位于中间位置时，输出也不为零。
因此，差动变
压器式传感器的后接电路应采用既能反应铁芯位移极性，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。
差动变压器式传感器的优点是：测量精度高，可达0.1μm；线性范围大，可到±100mm；稳定性好，使用方便。
因而被广泛应用于直线位移，或可能转换为位移变化的压力、重量等参数的测量。
差动变压器式。
互感型电流传感器工作原理
互感型电流传感器的工作原理介绍互感型电流传感器是一种广泛应用于电力系统中，用于测量电流的传感器。
它通过测量被测电流产生的磁感应强度来实现电流的测量。
互感型电流传感器的工作原理相对简单，但其在电力系统中的重要性和广泛应用使得深入理解其工作原理变得必要。
基本原理互感型电流传感器基于互感原理工作，即当电流通过导线时，会产生与之成正比的磁感应强度。
互感型电流传感器利用一个初级绕组和一个或多个次级绕组构成的互感器，将被测电流通过初级绕组产生的磁通量传递到次级绕组，并输出一个经过放大的次级电流信号。
初级绕组互感型电流传感器中的初级绕组是一个环形线圈，通常由导线或薄铜板制成。
被测电流通过这个绕组，产生一个与电流大小成正比的磁场。
次级绕组次级绕组是通过磁性材料套在初级绕组上形成的，一般由多层绝缘绕组构成。
次级绕组的匝数通常远多于初级绕组，这样可以实现电流传感器的准确放大。
磁性材料次级绕组上使用的磁性材料通常是铁芯或软磁粉，这些材料具有良好的磁导率和导磁性能，可以增强磁感应强度并提高传感器的灵敏度。
磁通量传递当被测电流通过初级绕组时，会产生一个磁场，磁场通过次级绕组上的磁性材料，形成一个与初级绕组磁场成比例但相应放大的磁场。
互感由于磁场的存在，初级绕组和次级绕组之间会发生互感，即磁场的变化会在次级绕组中诱导出电动势。
转化为电流信号次级绕组中诱导出的电动势通过外部电路连接到测量装置，经过放大和处理后转化为与被测电流大小成正比的电流信号。
工作原理总结互感型电流传感器的工作原理可以总结如下：1.被测电流通过初级绕组产生磁场；2.磁场通过次级绕组上的磁性材料，形成一个相应放大的磁场；3.初始绕组和次级绕组之间发生互感，诱导出次级绕组中的电动势；4.电动势通过外部电路连接到测量装置，并经过放大和处理；5.放大和处理后的电流信号转化为与被测电流大小成正比的信号。
特点与应用互感型电流传感器具有以下特点：1.高精度：由于互感型电流传感器中涉及到磁场和次级电流的精确测量，因此具有较高的测量精度。
差动变压器电感式传感器(互感式) 教学PPT课件
阅读并分析：P70
（1）零点残余电压是什么意思？ （2）零点残余电压产生的原因？ （3）零点参与电压的消除方法？
4.2.2 螺旋管式差动变压器
1、结构
阅读并回答：P67
（1）结构组成中包含了什么？ （2）一次线圈和二次线圈是如何布局的？
1-初级线圈 2、3-次级线圈 4-铁芯
2、等效电路
阅读并回答：P71
阅读并回答：P72-P73
（1）两个二次线圈的输出信号做了什么处理？ （2）当两个二次线圈的同名端a,c都为+极性 时，电容C1上的极性哪个为正？ （3）当两个二次线圈的同名端a,c都为-极性 时，电容C1上的极性哪个为正？
从电路结构可知，不论两个次级线圈的输出瞬时电压极性
如何，流经电容C1的电流方向总是从2到4，流经电容C2的电流
方向总是从6到8， 故整流电路的输出电压为
Uo U24 U68
➢ 当衔铁在零位时，因为U24=U68，所以Uo=0； ➢ 当衔铁在零位以上时，因为U24 > U68 ，则Uo>0； ➢ 当衔铁在零位以下时， 则有U24< U68，则Uo<0。 Uo的正负表示衔铁位移的方向。
判断位移的大小和方向 ➢ 相敏检波电路
差动变压器的分类
阅读并回答：P67 （1）差压变压器的结构有几种什么形式？ （2）实际应用最多的是哪一种？
差动变压器的应用？
4.2.1 变隙式差动变压器
1、结构
阅读并回答：P67
（1）结构组成中包含了什么？ （2）一次线圈是如何连接的？ 二次线圈是如何连接的？
【提问】差动变压器与差动式变磁阻传感器区别？
（1）衔铁上移时，互感系数M1和M2如何变化？ （2）衔铁上移时，二次绕组1和二次绕组2的感应电动势如何变化？
新型互感传感器技术研究进展
新型互感传感器技术研究进展随着科技的不断进步，各种新型传感技术不断涌现，互感传感技术也是其中之一。
互感传感技术是一种将物理量转换为电信号的技术，它是电力系统、机械制造、轨道交通、医疗设备等领域中不可或缺的重要技术手段之一。
本文将从技术原理、应用领域、研究进展等方面介绍互感传感器技术的最新研究进展。
一、技术原理互感传感器采用电磁感应原理来测量电流的强弱。
当通过一根导线的电流发生变化时，就会在附近产生交变磁场，而互感传感器是通过线圈的互感作用检测这个交变磁场的。
互感传感器的传感原理实际上是通过物理量来改变线圈感应磁通量，从而产生电势差来实现电流传测量。
二、应用领域互感传感器技术被广泛应用于电力系统中，如电流互感器、变压器互感器、断路器互感器等。
在机械制造中，互感传感技术主要用于非接触式测量，如旋转测量、位移测量、速度测量等。
同时，在轨道交通领域，互感传感技术也被广泛应用于高速列车线路的监测。
在医疗设备中，互感传感器技术用于实现医疗设备的身体参数测量，如心电图、肌电图、脑电图等。
此外，互感传感技术还被应用于空气质量监测、土壤水分检测、水质检测等领域。
三、研究进展随着物联网技术的发展，互感传感器的应用领域将会更加广泛。
在互联网和互联网物联网技术的支持下，互感传感器将有更广泛的应用领域和更加细致精确的数据测量。
在这个基础上，近年来，互感传感器技术也取得了许多重要的研究成果。
首先，目前互感传感器技术中引入了数字信号处理技术，可以在传感器内部进行信号处理，提高信号处理的性能和参数的测量准确性。
其次，目前普遍采用纳米技术和MEMS技术，制造互感传感器，大大提高了互感传感器的精度和灵敏度，使其可以测量到微弱的电信号。
此外，一些新型材料和结构的互感传感器研究也取得了一定的成果。
总之，互感传感器技术在电力、机械、医疗、环保等领域中有着广泛的应用。
同时，随着科技的不断进步，互感传感器技术也在不断创新和完善中。
未来，互感传感器技术将会继续在各个领域中发挥着重要作用，为我们的生活带来更多的便利和贡献。
互感型电流传感器工作原理
互感型电流传感器工作原理一、引言互感型电流传感器是一种常用的电流测量设备，广泛应用于电力系统、工业自动化、电力仪表等领域。
本文将从工作原理的角度，详细介绍互感型电流传感器的原理和特点。
二、互感型电流传感器的基本原理互感型电流传感器通过电磁感应原理来实现电流的测量。
它由两部分组成：一部分是主线圈，通常绕在被测电流的导线上；另一部分是副线圈，由铁芯和绕组构成。
当被测电流通过主线圈时，根据电磁感应原理，会在副线圈中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与主线圈中的电流成正比。
三、互感型电流传感器的工作过程互感型电流传感器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 被测电流通过主线圈，产生磁场。
2. 磁场穿过铁芯，感应副线圈中的电动势。
3. 通过副线圈中的电动势，可以得到被测电流的大小。
四、互感型电流传感器的特点1. 非接触式测量：互感型电流传感器无需直接接触被测电流，避免了电路干扰和安全隐患。
2. 高精度：互感型电流传感器采用精密的线圈和铁芯设计，能够实现较高的测量精度。
3. 宽量程：互感型电流传感器具有较大的量程范围，可以适应不同电流大小的测量需求。
4. 耐受高电流冲击：互感型电流传感器通常采用高质量的绝缘材料和结构设计，能够耐受较大的电流冲击，提高了设备的可靠性和稳定性。
5. 低功耗：互感型电流传感器的工作原理简单，不需要额外的电源供电，功耗较低。
6. 体积小巧：互感型电流传感器采用紧凑的结构设计，体积小巧，便于安装和布线。
五、互感型电流传感器的应用领域互感型电流传感器广泛应用于以下领域：1. 电力系统：用于电力系统中的电流测量和保护装置。
2. 工业自动化：用于工业生产中的电流监测和控制。
3. 电力仪表：用于电能表、电流表等电力仪表的测量。
六、总结互感型电流传感器是一种基于电磁感应原理的电流测量设备，具有非接触式测量、高精度、宽量程、耐受高电流冲击、低功耗、体积小巧等特点。
它在电力系统、工业自动化、电力仪表等领域有着广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
互感式传感器
互感式传感器根据互感的基本原理，把被测的非电量变化转换为线圈间互感量的变化。
变压器式传感器与变压器的区别是：变压器为闭合磁路，而变压器式传感器为开磁路；变压
器初、次级线圈间的互感为常数，而变压器式传感器初、次级线圈间的互感随衔铁移动而变，
且变压器式传感器有两个次级绕组，两个次级绕组按差动方式工作。
因此，它又被称为差动
变压器式传感器。
差动变压器结构形式较多，有变间隙式、变面积式和螺线管式等，其中应用最多的是螺
线管式差动变压器，它可以测量1-100mm 的机械位移，并具有测量精度高，灵敏度高，结
构简单，性能可靠等优点。
1．螺线管式差动变压器
螺线管式差动变压器的基本结构如图2.21所示，它由一个初级线圈、两个次级线圈和
插入线圈中央的圆柱形铁芯等组成。
差动变压器传感器中两个次级线圈反向串联，并且在忽略铁损、导磁体磁阻和线圈分布
电容的理想条件下，其等效电路如图 2.22所示，其中对1•U 、1•
I 为初级线圈激励电压与电
流， L l 、R l 为初级线圈电感与电阻，M l 、M 2分别为初级线圈与次级线圈1、2间的互感，
L 21、 L 22和R 21、R 22分别为两个次级线圈的电感和电阻。
图2.21 螺线管式差动变压器 图2.22等效电路 当初级绕组N 1加以激励电压1•
U 时，根据变压器的工作原理，在两个次级绕组中便会产
生感应电势E 21和E 22。
根据变压器原理，传感器开路输出电压为两次级线圈感应电势之差，即 •
•••-=-=12122212)(I M M j E E U ω （2.35）
如果工艺上保证变压器结构完全对称，则当活动衔铁处于初始平衡位置时，必然会使两
互感系数21M M =。
根据电磁感应原理，将有2221E E =，因而022212=-=•••E E U ，即
差动变压器输出电压为零。
当衔铁偏离中间位置向上移动时，由于磁阻变化使互感21M M >，即11M M M ∆+=，22M M M ∆-=。
在一定范围内，221M M M ∆=∆=∆，差值M M M ∆=-221，于是，
在负载开路情况下，输出电压为：
•••∆=-=112122)(I M j I M M j U ωω （2.36）
由图2.22可知 1
111L j R U I ω+=•• （2.37） 所以 1
1122L j R U M j U ωω+∆=••
（2.38） 由于在一定的范围内，互感的变化△M 与位移x 成正比，所以2•U 的变化与位移的变化
成正比。
且衔铁上移时，输出对2•U 与1•
U 同相位。
同理，衔铁向下移动时，21M M <，使
输出11122L j R U M j U ωω+∆-=••，输出 2•U 与1•U 相位相反。
实际上，当衔铁位于中心位置时，差动变压器的输出电压并不等于零，通常把差动变
压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压。
它的存在使传感器的输出特性曲线不过零
点，造成实际特性与理论特性不完全一致，特性曲线如图2.16所示。
零点残余电压u20产
生的原因主要是传感器的两次级绕组的电气参数和几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性
等问题引起的。
零点残余电压的波形十分复杂，主要由基波和高次谐波组成。
基波的产生主
要是因传感器的两次级绕组的电气参数、几何尺寸不对称，导致它们产生的感应电动势幅值
不等、相位不同。
因此，无论怎样调整衔铁位置，两线圈中感应电动势都不能完全抵消。
零
点残余电压一般在几十毫伏以下。
在实际使用时，应设法减小，否则将会影响传感器的测量
结果。
图2.23 零点残余电动势
零点残余电动势使得传感器在零点附近的输出特性不灵敏，为测量带来误差。
此值的大
小是衡量差动变压器性能好坏的重要指标。
为了减小零点残余电动势，可采用以下方法。
(1) 采用对称结构
尽可能保证传感器尺寸、线圈电气参数和磁路对称。
磁性材料要经过处理，以消除内
部的残余应力，使其性能均匀稳定。
(2) 选用合适的测量电路
例如，采用相敏整流电路，既可判别衔铁移动方向又可改善输出特性，减小了零点残
余电动势。
(3) 采用补偿线路
在差动变压器二次侧串、并联适当数值的电阻、电容元件，当调整这些元件时，可使
零点残余电动势减小。
2．变间隙式差动变压器传感器
如图2.24所示为变间隙式差动变压器传感器原理图，它具有灵敏度较高的优点，但测
量范围小，一般用于测量几微米到几百微米的位移。
图2.24 变间隙式差动变压器传感器原理图
由差动变压器的特性可知，差动变压器的输出与初级线圈对两个次级线圈的互感之差
有关。
结构形式不同，互感的计算方法就有所不同。
II 型差动变压器的输出特性为
120δδN N U U ∆-=•• （2.39） 式中，0δ为初始气隙；N 1为初级线圈匝数；N 2为次级线圈匝数；δ∆为衔铁上移量。
式(2.39)表明，输出电压Uo 与衔铁位移δ∆成比例。
式中负号表明δ∆向上为正时，输
出电压与电源电压反相；δ∆向下为负时，两者同相。
II 型差动变压器的灵敏度表达式为
1
020N UN U K δδ=∆= （2.40） 可见，传感器的灵敏度随电源电压U 的增大而提高，随变压比21N N 和初始气隙的增
大而降低。
增加次级匝数2N 与增大激励电压U 将提高灵敏度。
但2N 过大，会使传感器体
积变大，且使零位电压增大；U 过大，易造成传感器发热而影响稳定性，还可能出现磁饱和，
因此常取0.5-8 V ，并使功率限制在1W 以下。