自感式电感传感器

  自感式电感传感器的典型结构如图2.9所示，它由线圈、铁芯、衔铁三部分组成。

 

图2.9  自感式电感传感器结构示意图

    设线圈匝数为Ⅳ，磁通量为φ，线圈自感L的定义为 ，由于，两式联立求得

式中，Ⅳ为线圈匝数，单位为匝；Rm为磁路总磁阻，它由铁芯磁阻Rf和气隙磁阻Rδ两部分组成，即

 

其中

 

式中，μ0为空气磁导率，μ1为铁芯磁导率，μ2为衔铁磁导率；S为气隙截面积，S1为铁芯截面积，S2为衔铁截面积；δ为气隙大小。

    当铁芯磁导率远远大于空气磁导率时，Rf《Rδ，则图2.9所示传感器的自感为

 

    由上式可见，自感式电感传感器（μ0、N确定后）有两种工作方式，即变气隙δ和变导磁面积S，当被测量使衔铁发生位移（上下、左右、前后移动），使导磁气隙变化或导磁面积变化时，都会引起磁路磁阻变化，使自感/变化。变气隙型电感式传感器的工作特性也是非线性的，如图2. 10所示，因此它主要用作小位移的测量；面变导磁面积型电感式传感器的工作特性是线性的，但其灵敏度较低。为了提高自感式电感传感器的测量范围及灵敏度，改善它的非线性，常常也采用差动式自感传感器。

 

图2. 10电感传感器特性