生物醫(yī)學(xué)傳感器-電感

電感式傳感器的應(yīng)用小組成員:

王琰，劉夢(mèng)漪，

項(xiàng)建新，華先武原理電感式傳感器——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)換成線圈自感系數(shù)L或互感系數(shù)M的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量的輸出。特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳感器無(wú)活動(dòng)電觸點(diǎn)，因此工作可靠壽命長(zhǎng)。（2）靈敏度和分辨力高，能測(cè)出0.01微米的位移變化。傳感器的輸出信號(hào)強(qiáng)，電壓靈敏度一般每毫米的位移可達(dá)數(shù)百毫伏的輸出。（3）線性度和重復(fù)性都比較好，在一定位移范圍（幾十微米至數(shù)毫米）內(nèi)，傳感器非線性誤差可達(dá)0.05%~0.1%。同時(shí)，這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制，它在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛被采用。但不足的是，它有頻率響應(yīng)較低，不宜快速動(dòng)態(tài)測(cè)控等缺點(diǎn)。分類電感式傳感器種類很多，常見的有自感式，互感式和渦流式三種。（1）變磁阻式傳感器——自感式（2）差動(dòng)變壓器式傳感器——互感式（3）電渦流式傳感器——電渦流式應(yīng)用電渦流位移傳感器是一種輸出為模擬電壓的電子器件。接通電源后，在電渦流探頭的有效面（感應(yīng)工作面）將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬表面將吸取電渦流探頭中的高頻振蕩能量，使振蕩器的輸出幅度線性地衰減，根據(jù)衰減量的變化，可地計(jì)算出與被檢物體的距離、振動(dòng)等參數(shù)。這種位移傳感器屬于非接觸測(cè)量，工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響，壽命較長(zhǎng)，可在各種惡劣條件下使用。

位移測(cè)量包含：偏心、間隙、位置、傾斜、彎曲、變形、移動(dòng)、圓度、沖擊、偏心率、沖程、寬度等等。來(lái)自不同應(yīng)用領(lǐng)域的許多量都可歸結(jié)為位移或間隙變化。齊平式傳感器安裝時(shí)可以不高出安裝面，不易被損害。電渦流探頭線圈的阻抗受諸多因素影響，例如金屬材料的厚度、尺寸、形狀、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、表面因素、距離等。只要固定其他因素就可以用電渦流傳感器來(lái)測(cè)量剩下的一個(gè)因素。因此電渦流傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。但也同時(shí)帶來(lái)許多不確定因素，一個(gè)或幾個(gè)因素的微小變化就足以影響測(cè)量結(jié)果。所以電渦流傳感器多用于定性測(cè)量。即使要用作定量測(cè)量，也必須采用逐點(diǎn)標(biāo)定、計(jì)算機(jī)線性糾正、溫度補(bǔ)補(bǔ)償?shù)却胧ｋ姕u流位移傳感器的應(yīng)用一、測(cè)量金屬薄膜、板材厚度電渦流測(cè)厚儀測(cè)量冷軋板厚度測(cè)量封口機(jī)工作間隙間隙越大，電渦流越小電渦流位移傳感器的距離

與輸出電壓特性曲線1—量程為10mm2—量程為16mm3—量程為20mm二、振動(dòng)測(cè)量

汽輪機(jī)葉片測(cè)試

測(cè)量懸臂梁的振幅及頻率三、轉(zhuǎn)速測(cè)量

若轉(zhuǎn)軸上開z個(gè)槽(或齒)，頻率計(jì)的讀數(shù)為f（單位為Hz），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）的計(jì)算公式為

四、鍍層厚度測(cè)量

由于存在集膚效應(yīng)，鍍層或箔層越薄，電渦流越小。測(cè)量前，可先用電渦流測(cè)厚儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)厚度的鍍層和銅箔作出“厚度-輸出”電壓的標(biāo)定曲線，以便測(cè)量時(shí)對(duì)照。

五、電渦流表面探傷

手持式裂紋測(cè)量?jī)x油管探傷用掌上型電渦流探傷儀檢測(cè)飛機(jī)裂紋當(dāng)前我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段，它體現(xiàn)了新型傳感器向微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的總趨勢(shì)。我國(guó)在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中，應(yīng)該兼顧引進(jìn)