电感式传感器是一种非接触式测量设备,广泛应用于工业自动化及科研领域。它的基本原理是利用线圈的自感及互感作用,使得被测量物体的特定物理量(如位移、速度、压力、温度等)转化为线圈感应信号,从而得到对被测量物体的诊断、控制或监测。以下将从线圈感应、谐振原理、互感式传感器及自感式传感器四个方面来详细阐述电感式传感器的工作原理。
电感式传感器的线圈一般是一个可以产生磁场的螺线管。当被测量的物体在线圈附近运动或靠近时,它会扰动线圈的磁场,产生感应电动势。这个电动势与物体与线圈之间的相对运动速度和距离成正比,因此可以通过对感应电动势的测量来获得被测量物体的运动状态。
当电感式传感器中的线圈与电容并联时,就会产生谐振。谐振频率与线圈感应的物理量相关。例如,当线圈感应的是压力或温度时,电容的容值和电感的大小需要调整以确保谐振频率正好是被测量物理量对应的频率。此时,测量的电感感应信号最大化,而外界的电磁干扰最小化。
互感式传感器是一种利用电磁感应原理的电感式传感器。它通过测量感性传感器中的线圈感受到的外部磁场变化来检测被测量物理量的变化。互感式传感器的组成结构与自感式传感器相似,但其线圈通常较小,通常作为一个磁芯上的辅助线圈来使用。
自感式传感器是直接利用线圈自身的感应来测量被测量物理量的变化。当物理量发生变化时,它会改变线圈的自感,进而影响线圈感应的电信号。在某些应用场合,自感式传感器因其灵敏度高、响应时间快等特点而受到广泛应用。但是与互感式传感器相比,自感式传感器通常需要更大的线圈,以便更好地捕捉感应信号。