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     德國(guó)BERNSTEIN伯恩斯坦電感式傳感器是眾多客戶(hù)的選擇

BERNSTEIN電感式傳感器是利用線(xiàn)圈自感或互感系數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量電測(cè)的一種裝置。利用BERNSTEIN電感式傳感器，能對(duì)位移、壓力、振動(dòng)、應(yīng)變、流量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強(qiáng)及測(cè)量精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在機(jī)電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。它的主要缺點(diǎn)是響應(yīng)較慢，不宜于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量，而且傳感器的分辨率與測(cè)量范圍有關(guān)，測(cè)量范圍大，分辨率低，反之則高。

BERNSTEIN電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、 振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈自感量L或互感量M的變化, 再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。

BERNSTEIN電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 工作可靠, 測(cè)量精度高, 零點(diǎn)穩(wěn)定, 輸出功率較大等一系列優(yōu)點(diǎn), 其主要缺點(diǎn)是靈敏度、線(xiàn)性度和測(cè)量范圍相互制約, 傳感器自身頻率響應(yīng)低, 不適用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。

BERNSTEIN電感式傳感器種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有自感式傳感器，互感式傳感器和電渦流式傳感器三種。

BERNSTEIN電感式傳感器的工作原理是電磁感應(yīng)。它是把被測(cè)量如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動(dòng)變壓器式）兩種

一個(gè)線(xiàn)圈中電流i變化時(shí)，該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化，因而在線(xiàn)圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)e，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)稱(chēng)為自感電勢(shì)。變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由線(xiàn)圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為δ，傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，氣隙厚度δ發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線(xiàn)圈的電感值變化，因此只要能測(cè)出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。

特點(diǎn)：變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度，這樣對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大倍數(shù)要求低。但是受氣隙δ寬度的影響，該類(lèi)傳感器的測(cè)量范圍很小。

可變磁阻式傳感器自感

自感L與氣隙δ成反比，而與氣隙導(dǎo)磁截面積S0成正比。

靈敏度S與氣隙長(zhǎng)度δ的平方成反比，δ愈小，靈敏度S愈高。為了減小非線(xiàn)性誤差，在實(shí)際應(yīng)用中，一般取。這種傳感器適用于較小位移的測(cè)量，一般約為0.001～1 mm。

互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測(cè)位移量轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈互感的變化。由于常采用兩個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈組成差動(dòng)式，故又稱(chēng)差動(dòng)變壓器式傳感器。

差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量，如用交流電壓表指示，則輸出值只能反應(yīng)鐵芯位移的大小，而不能反應(yīng)移動(dòng)的極性；同時(shí)，交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓，使活動(dòng)銜鐵位于中間位置時(shí)，輸出也不為零。因此，差動(dòng)變壓器式傳感器的后接電路應(yīng)采用既能反應(yīng)鐵芯位移極性，又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動(dòng)直流輸出電路。

把被測(cè)的非電量變化轉(zhuǎn)換為線(xiàn)圈互感變化的傳感器稱(chēng)為互感式傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級(jí)繞組用差動(dòng)形式連接，故稱(chēng)差動(dòng)變壓器式傳感器。差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)形式較多，有變隙式、變面積式和螺線(xiàn)管式等。變隙式傳感器的結(jié)構(gòu)

電渦流式傳感器

金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中旋渦一樣在導(dǎo)體轉(zhuǎn)圈，這種現(xiàn)象稱(chēng)為渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。 根據(jù)法拉第定律，當(dāng)傳感器線(xiàn)圈通以正弦交變電流I1時(shí)，線(xiàn)圈周?chē)臻g必然產(chǎn)生正弦交變磁場(chǎng)H1，使置于此磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流I2，I2又產(chǎn)生新的交變磁場(chǎng)H2。

BERNSTEIN電感式傳感器分為 3 種類(lèi)型：改變氣隙厚度 δ 的自感傳感 器，即變間隙式電感傳感；改變氣隙截面 S 的自感傳感器，即 變截面式電感傳感器；同時(shí)改變氣隙厚度 δ 和氣隙截面 S 的自 感傳感器，即螺管式電感傳感器。

變間隙型電感傳感器

這種傳感器的氣隙 δ 隨被測(cè)量的變 化而改變，從而改變磁阻。 它的靈敏度和非線(xiàn)性都隨氣隙的增 大而減小，因此常常要考慮兩者兼顧． δ 一般取在 0． 1 ～ 0． 5 毫 米之間。

改變面積型電感傳感器

這種傳感器的鐵芯和銜鐵之間的 相對(duì)覆蓋面積( 即磁通截面) 隨被測(cè)量的變化而改變，從而改 變磁阻． 它的靈敏度為常數(shù)，線(xiàn)性度也很好。 螺管插鐵型電感傳感器。 它由螺管線(xiàn)圈和與被測(cè)物體相連 的柱型銜鐵構(gòu)成。其工作原理基于線(xiàn)圈磁力線(xiàn)泄漏路徑上磁阻 的變化。 銜鐵隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)改變了線(xiàn)圈的電感量。這種傳 感器的量程大，靈敏度低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作。

螺管插鐵型電感傳感器

它由螺管線(xiàn)圈和與被測(cè)物體相連的柱型銜鐵構(gòu)成。其工作原理基于線(xiàn)圈磁力線(xiàn)泄漏路徑上磁阻的變化。銜鐵隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)改變了線(xiàn)圈的電感量。這種傳感器的量程大，靈敏度低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作。

一般來(lái)說(shuō)，電感式接近開(kāi)關(guān)由四個(gè)基本元件組成：線(xiàn)圈、振蕩器、閾值開(kāi)關(guān)和帶短路保護(hù)的輸出級(jí)。振蕩器產(chǎn)生高頻信號(hào)，使線(xiàn)圈的作用面發(fā)射出交變電磁場(chǎng)。

進(jìn)入到電磁場(chǎng)的金屬物體會(huì)受到激勵(lì)產(chǎn)生渦流。這些渦流從電磁場(chǎng)和振蕩器中獲取能量，使振蕩器發(fā)生衰減。能量獲取越多，則金屬物體越靠近作用面。

閾值開(kāi)關(guān)根據(jù)的衰減值在輸出級(jí)進(jìn)行關(guān)斷。在直流電壓接近開(kāi)關(guān)中，采用NPN三極管作為閾值開(kāi)關(guān)來(lái)關(guān)斷負(fù)極的連接負(fù)載，或者采用PNP三極管關(guān)斷正極負(fù)載。在交流電壓開(kāi)關(guān)中，采用晶閘管或雙向晶閘管作為輸出級(jí)。