自感式传感器的应用

自感式电感传感器一般用于接触式测量，静态和低频动态测量均可。它主要用于位移、振动、压力、荷重、流量、液位等参量的测量，具有灵敏度较高（目前可测0．1μm的直线位移）、输出信号较大、存在非线性、功率消耗大、测量范围比较小等特点。

（1）变气隙厚度型自感式压力传感器

图6．16为变气隙厚度型自感式压力传感器的基本结构。当被测气体压力p发生变化时，使与自感式传感器的衔铁相连的弹性敏感元件发生形变，从而带动衔铁产生移动，进而使线圈的电感量L发生变化，再通过交流电桥等测量电路，将L的变化转换成电压的变化，经过相敏整流、滤波等处理之后，输出电压的大小反映了衔铁位移的大小，而相位反映了衔铁位移的方向，再通过换算即可得出压力p的大小和方向。

图6．16 自感式气体压力传感器

（2）差动螺管型自感式差压传感器

图6．17（a）为差动螺管型自感式差压传感器的基本结构，图6．17（b）为其典型测量电路的框图。

图6．17 差动螺管型自感式差压传感器及其测量电路

1—差动螺管型自感式传感器；2—铁芯；3—连杆；4—弹性膜片

当被测压力p1＝p2（即压差Δp＝0）时，弹性膜片没有感受应变，铁芯的位移x＝0，差动螺管型自感式传感器的两个线圈电感量相等，交流电桥的输出为零。当被测压力p1≠p2时，弹性膜片感受应变而产生应变，通过连杆带动铁芯移动，使差动螺管型自感式传感器的两个线圈的电感量发生大小相等而方向相反的变化，使得交流电桥输出具有位移x包络的调幅波，该调幅波经放大、相敏检波和滤波等处理之后，输出的信号不仅能反映位移x的大小，而且能反映位移x的方向，即反映了压差Δp的大小和方向。

（3）电感式滚柱直径分拣装置

图6．18为电感式滚柱直径分拣装置原理图，该装置的测量传感器为电感式测微仪，用于检测被测滚柱直径是否满足技术指标，并将不同直径的滚柱分拣到对应的料斗中。

电感式测微仪的衔铁位置与被测滚柱的直径有关，不同直径的滚柱使活动铁芯处于不同的位置，当滚柱直径偏大时，铁芯向上移动，当滚柱直径偏小时，铁芯向下移动，从而使电感测微仪的线圈的电感量发生与滚柱直径大小相应的变化，使得其输出为带有滚柱直径信息（包络）的调幅波，再经放大、相敏检波和滤波等处理之后，使得输出电压Uo的幅值大小反映了滚柱直径的偏差大小，而Uo的极性反映了直径是偏大还是偏小，再通过计算机采样Uo的幅值和极性，根据采样结果去控制电磁翻板和电磁阀，使不同直径的滚柱落到与其对应的料斗中。在实际工程应用中，该装置的测量精度可以达到1μm。

图6．18 电感式滚柱直径分拣装置原理