電感感測器

帶有模擬輸出的電感式接近感測器是一種測量式控制位置偏差的電子信號發生器，其用途非常廣泛。例如：可測量彎曲和偏移；可測量振蕩的振幅高度；可控制尺寸的穩定性；可控制定位；可控制對中心率或偏心率。

電感感測器還可用作磁敏速度開關、齒輪齒條測速等，該類感測器廣泛應用於紡織、化纖、機床、機械、冶金、機車汽車等行業的鏈輪齒速度檢測，鏈輸送帶的速度和距離檢測，齒輪齒計數轉速表及汽車防護系統的控制等。另外該類感測器還可用在給料管系統中小物體檢測、物體噴出控制、斷線監測、小零件區分、厚度檢測和位置控制等。

由鐵心和線圈構成的將直線或角位移的變化轉換為線圈電感量變化的感測器，又稱電感式位移感測器。這種感測器的線圈匝數和材料導磁係數都是一定的，其電感量的變化是由於位移輸入量導致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當把線圈接入測量電路並接通激勵電源時，就可獲得正比於位移輸入量的電壓或電流輸出。

電感式感測器的特點是：①無活動觸點、可靠度高、壽命長；②解析度高；③靈敏度高；④線性度高、重複性好；⑤測量範圍寬（測量範圍大時解析度低）；⑥無輸入時有零位輸出電壓，引起測量誤差；⑦對激勵電源的頻率和幅值穩定性要求較高；⑧不適用於高頻動態測量。電感式感測器主要用於位移測量和可以轉換成位移變化的機械量（如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動、應變、流量、厚度、液位、比重、轉矩等）的測量。

常用電感式感測器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。在實際應用中，這三種感測器多製成差動式，以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。

變間隙型電感感測器：這種感測器的氣隙δ隨被測量的變化而改變，從而改變磁阻。它的靈敏度和非線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。

變面積型電感感測器：這種感測器的鐵芯和銜鐵之間的相對覆蓋面積（即磁通截面）隨被測量的變化而改變，從而改變磁阻。它的靈敏度為常數，線性度也很好。

螺管插鐵型電感感測器：它由螺管線圈和和被測物體相連的柱型銜鐵構成。其工作原理基於線圈磁力線泄漏路徑上磁阻的變化。銜鐵隨被測物體移動時改變了線圈的電感量。這種感測器的量程大，靈敏度低，結構簡單，便於製作。

電感感測器測量線路主要採用交流電橋。交流電橋的固定橋臂可以是電阻、變壓器的次級繞組或緊耦合的電感。需要指出的是，緊耦合電感電橋無論是在靈敏度指標上還是在電橋的平衡上都更優越。

簡單自感感測器的測量線路，該線路的輸出量是電流。該線路在精密測量中存在如下一些缺點：線性工作範圍窄；無輸入時就存在起始電流，因此不能實現零輸入時零輸出的要求，且激磁電流產生的磁場使銜鐵產生附加位移將引起測量誤差。將簡單自感感測器的自感量轉換成電的頻率變化的設想是：將簡單自感感測器與電容器構成一振蕩器的線路，於是振蕩器的振蕩頻率便是感測器自感量的函數。實現上述設想的典型線路，這是一個電容三點式振蕩器。