理论教育 电感式压力传感器 的分析介绍

电感式压力传感器 的分析介绍

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图9.10BYM型自感式压力传感器1—弹簧管;2—铁芯;3—衔铁;4—线圈;5—铁芯;6—调节螺钉;7—线圈图9.11电感式压力传感器结构原理图1—膜片;2—铁芯;3—线圈;4—导线 1—中间膜片;2—连杆;3—铁芯;4—差动变压器膜片电感压力传感器的结构简图如图9.11所示。涡流式压力传感器有良好的动态特性,适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作,如测量冲击波。

电感式压力传感器 的分析介绍

电感压力传感器电磁感应原理为基础,利用磁性材料和空气的磁导率不同,当压力作用于弹性元件时,气隙大小发生改变,气隙的改变影响线圈电感的变化,从而把弹性元件的位移量转换为电路中电感量的变化或互感量的变化,再通过测量线路转变为相应的电流或电压信号,达到测量压力的目的。

如图9.10所示为自感式压力传感器的结构原理图。它主要由C形弹簧管、铁芯、衔铁及线圈等构成。当被测压力进入C形弹簧管1时,弹簧管发生变形,其自由端产生位移,带动与自由端刚性连接的衔铁3发生移动,使传感器线圈中的自感量一个增加、另一个减小,产生大小相等、符号相反的变化量。自感量的变化通过电桥电路转化为电压输出,并经相敏检波电路处理,使输出信号与被测压力成正比,即传感器输出信号的大小取决于衔铁位移量的大小,输出信号的相位取决于衔铁移动的方向。

图9.10 BYM型自感式压力传感器

1—弹簧管;2—铁芯;3—衔铁;4—线圈;5—铁芯;6—调节螺钉;7—线圈

图9.11 电感式压力传感器结构原理图

(a)1—膜片;2—铁芯;3—线圈;4—导线
(b)1—中间膜片;2—连杆;3—铁芯;4—差动变压器

膜片电感压力传感器的结构简图如图9.11(a)所示。其工作原理和膜片电容压力传感器相似,所不同的是压力使膜片1与铁芯2之间距离的变化,改变了线圈3的电感。(www.daowen.com)

如图9.11(b)所示为测量压差传感器。中间膜片1在压差Δp=p2-p1的作用下产生位移,通过连杆2带动差动变压器4中的铁芯3移动,从而将压力差Δp转换成变压器的电压输出。

图9.12 涡流式压力传感器

1—测量孔;2—膜片;3—线圈

涡流式压力传感器也属于电感式压力传感器中的一种。它利用涡流效应将压力变换成线圈阻抗的变化,再经过测量电路转换成电量。涡流式压力传感器的结构如图9.12所示。压力p通过测量孔1作用在膜片2上,改变它与线圈之间的距离d,从而引起线圈3阻抗的变化,变化的阻抗再通过后接测量电路转换成电量,实现对压力的测试。

涡流式压力传感器有良好的动态特性,适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作,如测量冲击波

电感式压力传感器类型较多,其特点是灵敏度高、输出功率大、结构简单、工作可靠,但频响低,不适合用于高频动态环境,比较笨重,适用于静态或变化缓慢的压力测试。精度一般为0.5~1级。

电感式压力传感器测量时产生误差的主要原因是外界条件的变化和内部结构特性的影响:如环境温度变化;电源电压和频率的波动;线圈的电气参数、几何参数不对称;导磁材料的不对称、不均质,等等。

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