变磁阻电感式传感器的原理
磁阻传感器原理
磁阻传感器原理磁阻传感器是一种常见的磁传感器，利用磁性材料的磁阻特性来感知磁场的变化。
本文将介绍磁阻传感器的原理及其应用。
一、磁阻效应的基本原理磁阻效应是指磁性材料在外加磁场作用下，其电学特性发生变化的现象。
常见的磁阻效应有磁阻效应、霍尔效应和洛伦兹力等。
其中，磁阻效应是指当材料在磁场中发生形变时，其电阻值会发生变化。
二、磁阻传感器的工作原理磁阻传感器通常由磁敏感层和电路部分组成。
磁敏感层是一层薄膜，其由磁性材料制成，具有磁阻效应。
电路部分负责测量磁敏感层的电阻值，并将其转换为电信号输出。
磁阻传感器的工作原理基于磁敏感层的电阻值会因外加磁场的变化而发生变化。
当磁场方向与磁敏感层的磁场方向相同时，磁敏感层的电阻值会减小；而当外加磁场的方向与磁敏感层的磁场方向相反时，磁敏感层的电阻值会增大。
电路部分通常采用桥式电路结构来测量磁敏感层的电阻值变化。
桥式电路由电阻和基准电阻组成，当磁敏感层的电阻值发生变化时，将引起桥式电路的不平衡，进而产生输出电信号。
通过测量输出电信号的大小，可以得知磁阻传感器所感测到的磁场强度。
三、磁阻传感器的应用磁阻传感器的应用十分广泛，涵盖了许多领域。
以下是几个常见的应用领域：1. 位置检测磁阻传感器可以用于检测物体的位置。
通过将磁阻传感器安装在被检测物体附近的固定位置，当被检测物体发生移动时，外加磁场的变化会导致磁阻传感器的输出电信号发生变化，从而实现位置检测。
2. 速度测量磁阻传感器可以用于测量物体的速度。
通过将磁阻传感器与运动物体相对应，当运动物体通过磁阻传感器时，磁阻传感器会感知到由物体带来的磁场变化，从而测量出物体的速度。
3. 磁场检测磁阻传感器可以用于检测磁场的强度和方向。
通过将磁阻传感器放置在需要检测磁场的区域，当磁场强度或方向发生变化时，磁阻传感器会产生相应的电信号，从而实现磁场检测。
4. 指南针磁阻传感器可以用于制作指南针。
通过将磁阻传感器与指南针结合，可以测量地磁场的方向，并将其转化为指南针指示的方向。
3电感式_自感式传感器解析
1 2
l 2 x
r
δ
3
2ra
1
变间隙型、变面积型
图4-1 变间隙型电感传感器
1-线圈 2-铁芯 3-衔铁
图4-4 螺管型电感传感器
1-线圈 2-衔铁
螺管型
一、工作原理（变间隙型）
传感器由线圈、铁心和衔铁组成。 铁芯衔铁用高导磁率的金属制成，二者之 间由空隙δ 隔开。工作时衔铁与被测物体 连接，被测物体的位移将引起空气隙的长 度发生变化。由于气隙磁阻的变化，导致 了线圈电感量的变化。线圈的电感可用下
当衔铁上移，上部线圈阻抗增大，Z1=Z+△Z，则下部线圈阻抗减少， Z2=Z-△Z。如果输入交流电压为正半周，设A点电位为正，B点电位为负， 二极管V1、V4导通，V2、V3截止。在A-E-C-B支路中，C点电位由于Z1增大 而比平衡时的C点电位降低；
而在A-F-D-B支中中，D点电位由于Z2的降低而比平衡时D点的电位 增高，所以D点电位高于C点电位，直流电压表正向偏转。
四、转换电路
1、调幅电路
调幅电路一般为交流电桥，是主要的测量电路，它的作用是 将线圈电感的变化转换成电桥电路的电压或电流输出。 前面已提到差动式结构可以提高灵敏度，改善线性，所以交 流电桥也多采用双臂工作形式。通常将传感器作为电桥的两个工 作臂，电桥的平衡臂可以是纯电阻，也可以是变压器的二次侧绕 组或紧耦合电感线圈。
当衔铁上移时：L2 L0
0
有下式：
L2 ( )2 ( )3 ...... L0 0 0 0
忽略高次非线性项Δ L与L0和Δ δ 成线性关系。同时由 于Δ L1与Δ L2不等，故在测量范围较小时，测量精度才高， 故此类适于小位移测量。
第四章 变磁阻式传感器
（4-9）
(4-10)
(4-11)
变磁阻式传感器
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同理，当衔铁随被测体的初始位置向下移动∆δ时，有 ∆δ ∆δ 2 ∆δ 3 ∆δ （4-12） 1 − ∆L = L − L0 = − L0 + δ − δ + L δ0 δ0 0 0 ∆δ ∆δ 2 ∆δ 3 ∆L ∆δ 1 − =− + δ − δ + L （4-13） L0 δ0 δ0 0 0 对式（4-11）、（4-13）作线性处理，即忽略高次项后，可得
Z1 ＋ & U － B A
Z2
o
Z 2 − Z1 U U0 = Z + Z ⋅ 2 1 2
.
.
图4-5 变压器式交流电桥
变磁阻式传感器
当传感器衔铁上移：如Z1=Z+∆Z，Z2=Z－∆Z，
& & & = − ∆Z U = − ∆L U Uo Z 2 L 2
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当传感器衔铁下移：如Z1=Z－∆Z，Z2=Z+∆Z， 此时
2、金属板的电阻率ρ或金属板的磁导率µ
可用于材质鉴别或无损探伤。
特点：可用于动态非接触测量，测量范围0~1500um，分辨 力可达1um，且结构简单方便可靠。
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产品： 产品：
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案例： 案例：板的厚度测量
~
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线线 衔铁
A
线圈的等效电感为：
.
ω 2M 2 j ωL1 − 2 ωL2 R2 + (ωL2 ) 2
传感器原理及应用-第4章-4.1变磁阻式电感传感器
§4.1 变磁阻式电感传感器
一、变磁阻式传感器工作原理
变磁阻式传感器即自感式电感传感器：
利用线圈自感量的变化来实现测量的。
铁芯
传感器结构：线圈、铁芯和衔铁三部
线圈
分组成。
工作原理：铁芯和衔铁由导磁材料如
硅钢片或坡莫合金制成，在铁芯和衔铁之间 衔铁 有气隙，气隙厚度为δ，传感器的运动部分
与衔铁相连。当被测量变化时，使衔铁产生
3
差动变
2 截面式
4
§4.1 变磁阻式电感传感器
一、变磁阻式传感器工作原理 二、变磁阻式传感器基本类型 三、变截面式自感传感器输出特性 四、变间隙式自感传感器输出特性 五、差动式自感传感器 六、自感式传感器的等效电路 七、自感式传感器的测量电路
§4.1 变磁阻式电感传感器
六、自感式传感器的等效电路
L U L2
~
I
C
U
Z1
2
A
U 2
Z2
U 0
D
B
U o
Z2 Z1 Z1 Z2
U 2
Z Z
U 2
L U L2
当衔铁上下移动相同距 离时，电桥输出电压大小相 等而相位相反。
§4.1 变磁阻式电感传感器
七、自感式传感器的测量电路
2、变压器式交流电桥
§4.1 变磁阻式电感传感器
§4.1 变磁阻式电感传感器
五、差动式自感传感器
三种基本类型： 在实际使用中，常采用两个相同的传感线
圈共用一个衔铁，构成差动式自感传感器。
44
3
差动结构的特点：
（1）改善线性、提高灵敏度外；
（2）补偿温度变化、电源频率变化等的 影响，从而减少了外界影响造成的误差。
磁阻传感器工作原理
磁阻传感器工作原理
磁阻传感器是一种常用的非接触式传感器，它通过检测磁场的变化来感知物体的位置、速度、角度和形状等信息。
磁阻传感器的工作原理基于磁阻效应。
磁阻效应是指当磁场施加在具有磁阻性质的材料上时，其电阻值会发生变化。
磁阻传感器通常由磁场源和磁阻元件两部分组成。
磁场源产生一个恒定的磁场，这个磁场可以来自永磁体、电磁体或其他磁场产生装置。
磁阻元件由磁敏感材料制成，一般是磁阻薄膜或磁阻条。
该材料的电阻值随其所受到的磁场强度的变化而调整。
当磁阻传感器处于无磁场的状态下，磁敏感材料的电阻值最大。
当外加磁场的强度增加时，磁敏感材料的电阻值也随之减小。
因此，可以通过检测磁阻元件的电阻值来判断外加磁场的强度，从而得知所测量的物理量的变化。
磁阻传感器可以通过磁电桥电路来测量电阻值的变化。
磁电桥电路是由四个电阻组成的电路，其中一个电阻为磁阻元件。
当磁阻元件所受到的磁场强度变化时，它的电阻值也会变化，从而导致整个磁电桥电路的电阻差发生改变。
通过检测电阻差的变化，可以将其转化为电压或电流信号，进而得到磁场的变化信息。
总之，磁阻传感器通过检测磁阻元件的电阻值变化来感知磁场
的变化，从而实现对物体位置、速度、角度和形状等信息的检测与测量。
变磁阻传感器工作原理
变磁阻传感器工作原理
嘿！今天咱们来好好聊聊变磁阻传感器工作原理呀！
哎呀呀，这变磁阻传感器啊，那可真是个神奇的东西呢！你知道吗？它的工作原理其实并不复杂，但却有着大大的作用哇！
简单来说，变磁阻传感器是通过电磁感应的原理来工作的呀！当一个导体在磁场中运动时，就会产生感应电动势，这就是变磁阻传感器的基础原理呢！比如说，一个铁芯在磁场中移动，它的磁阻就会发生变化，从而引起电感量的改变，这是不是很奇妙呀？
哇！在实际应用中，变磁阻传感器能够精确地测量位移、速度、加速度等等物理量呢！它的灵敏度很高哦，能够捕捉到微小的变化呀！比如说在汽车工业中，它可以用来测量发动机的转速和位置，保障汽车的正常运行呢！
哎呀呀，再想想看，在航空航天领域，变磁阻传感器也大有用处哇！它可以帮助监测飞行器的各种参数，确保飞行的安全和稳定呢！
你是不是在想，为什么变磁阻传感器能有这么广泛的应用呢？这就得益于它的优点啦！它结构简单、成本低、可靠性高呀！而且它对环境的适应性也很强，在各种恶劣的条件下都能正常工作呢！
但是呢，使用变磁阻传感器也不是完全没有挑战的哦！比如说，它容易受到外界磁场的干扰呀，这就需要我们在设计和使用的时候特别小心，采取一些措施来减少干扰的影响呢！
总之呀，变磁阻传感器工作原理虽然看似简单，但其应用和影响却是非常广泛和深刻的呢！它在我们的生活和工业中发挥着不可或缺
的作用哇！你是不是也对它有了更深的了解和认识呢？。
3检测技术-电感式传感器
L2
L2
L20
L0
0
0
2
0
3
差动自感传感器测量电路（转换电路） （1）交流电桥式
两个桥臂为传感器的线圈，另外两个为平衡电阻
交流电桥结构示意图
等效电路
初始状态时：
Z10 r1 jL1, Z20 r2 jL2 , Z3 Z4 R
r1 r2 r0 ,
L1 L2 L0 ,
空载输出电压 U0 (U / 2) (Δ Z / Z )
传感器衔铁移动方向相反时
Z1 Z Δ Z、Z2 Z Δ Z，
空载输出电压 U0 (U / 2) (Δ Z / Z )
衔铁上下移动相同距离时，输出电压大小相等方向 相差180º，要判断衔铁方向就是判断信号相位。
3.1.6 零点残余电压
Z10 Z20 Z0
衔铁上移时：Z1 Z0 Z1,
Z1 jL1
Z2 Z0 Z2 ,
输出电压为：
Z2 jL2
U0
U AC
(Z0 Z1)R (Z0 Z2 )R 2R(Z0 Z1 Z0 Z2 )
U AC 2
Z1 Z2 2Z0 Z1 Z2
U0
U AC 4
Z1 Z2 UAC
• u0的幅值要远 大于输入信号u2 的幅值, 以便有 效控制四个二极
管的导通状态。
• u0和u2由同一振荡器提供，保证二者同频、 同相（或反相）。
当位移Δx = 0时
i3
i1
i2
i4
当位移Δx = 0时，UL=0
当位移Δx > 0时, u2 与u0同频同相, 当位 移Δx< 0时 , u2与u0 同频反相。
布电容。
e
e1
零点残余电压的波形
四种压力传感器的基本工作原理及特点
四种压力传感器的基本工作原理及特点四种压力传感器的基本工作原理及特点一：电阻应变式传感器一：电阻应变式传感器1 1电阻应变式传感器定义被测的动态压力作用在弹性敏感元件上，被测的动态压力作用在弹性敏感元件上，使它产生变形，使它产生变形，在其变形的部位粘贴有电阻应变片，电阻应变片感受动态压力的变化，电阻应变片感受动态压力的变化，按这种原理设计的传感器称按这种原理设计的传感器称为电阻应变式压力传感器。
为电阻应变式压力传感器。
1.2 电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片。
箔式应变片是以厚度为0.002——0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料，，箔栅宽度为0.003——0.008mm 。
丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝(直径0．015--0．05mm)，平行地排成栅形(一般2——40条)，电阻值60——200 Ω，通常为120 Ω，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即制成了纸基的电阻丝式应变片。
制成了纸基的电阻丝式应变片。
测量时，测量时，用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于待测的弹性敏感元件表面上，待测的弹性敏感元件表面上，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，电阻片电阻片也跟随变形。
如下图所示。
B 为栅宽，L 为基长。
为基长。
材料的电阻变化率由下式决定：材料的电阻变化率由下式决定：d d d R A R A r r=+ （1） 式中；式中；R —材料电阻由材料力学知识得；由材料力学知识得； [(12)(12)]dRR C K m m e e =++-= (2) K —金属电阻应变片的敏感度系数式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数，将微分dR 、dL 改写成增量ΔR 、ΔL,可得可得 R L K K R Le D D == (3) 由式(2)可知，可知，当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形ε,而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出，从而得到了ΔR 的变化，也就得到了动态压力的变化，基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。
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变磁阻电感式传感器的原理
变磁阻电感式传感器的原理是利用磁场变化对电感进行测量。
传感器由一个线圈和一个磁芯组成。
当线圈通过电流时，会产生一个磁场。
当磁芯进入线圈中时，会改变线圈内的磁通量，从而改变电感。
当外部磁场发生变化时，磁芯会受到影响，从而改变线圈中的磁通量。
这种变化会导致线圈的电感值发生变化。
传感器可以通过测量线圈的电感值来确定外部磁场的强度或方向。
具体而言，当进入磁场的磁芯发生磁化时，磁芯的磁导率会发生变化，从而改变线圈的磁通量和电感。
传感器可以测量电感的变化并将其转换为电信号，然后通过电路进行放大和处理，最终得到需要的输出信息。
变磁阻电感式传感器广泛应用于测量磁场强度、位置、速度等领域。