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伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器 inductance type transducer 伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器是利用電磁感應把被測的物理量如位移，壓力，流量，振動等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器工作原理
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器的工作原理是電磁感應。它是把被測量如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動變壓器式）兩種[1]  。
變磁阻式傳感器
當一個線圈中電流i變化時，該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化，因而在線圈本身產(chǎn)生感應電勢e，這種現(xiàn)象稱之為自感。產(chǎn)生的感應電勢稱為自感電勢。
變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為δ，傳感器的運動部分與銜鐵相連。當銜鐵移動時，氣隙厚度δ發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導致電感線圈的電感值變化，因此只要能測出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。
特點：變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度，這樣對待測信號的放大倍數(shù)要求低。但是受氣隙δ寬度的影響，該類傳感器的測量范圍很小。
可變磁阻式傳感器自感L與氣隙δ成反比，而與氣隙導磁截面積S0成正比。
靈敏度S與氣隙長度δ的平方成反比，δ愈小，靈敏度S愈高。為了減小非線性誤差，在實際應用中，一般取。這種傳感器適用于較小位移的測量，一般約為0.001～1 mm。
差動變壓器式傳感器
互感型傳感器的工作原理是利用電磁感應中的互感現(xiàn)象，將被測位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。由于常采用兩個次級線圈組成差動式，故又稱差動變壓器式傳感器。
差動變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量，如用交流電壓表指示，則輸出值只能反應鐵芯位移的大小，而不能反應移動的極性；同時，交流電壓輸出存在一定的零點殘余電壓，使活動銜鐵位于中間位置時，輸出也不為零。因此，差動變壓器式傳感器的后接電路應采用既能反應鐵芯位移極性，又能補償零點殘余電壓的差動直流輸出電路。
把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器稱為互感式傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級繞組用差動形式連接，故稱差動變壓器式傳感器。
差動變壓器結(jié)構(gòu)形式較多，有變隙式、變面積式和螺線管式等。變隙式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。
圖中r1a與L1a , r1b與L1b , r2a與L2a , r2b與L2b，分別為W1a , W1b , W2a, W2b繞阻的直流電阻與電感。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器電渦流式傳感器
金屬導體置于變化著的磁場中，導體內(nèi)就會產(chǎn)生感應電流，這種電流像水中旋渦一樣
在導體轉(zhuǎn)圈，這種現(xiàn)象稱為渦流效應。電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。 根據(jù)法拉第定律，當傳感器線圈通以正弦交變電流I1時，線圈周圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場H1，使置于此磁場中的金屬導體中感應電渦流I2，I2又產(chǎn)生新的交變磁場H2。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器應用
傳感器作為采集和獲取信息的工具，對系統(tǒng)的自動化檢測和質(zhì)量監(jiān)測起著重要作用。伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器是一種互感式電感傳感器，它可將微小的機械量，如位移、振動、壓力造成的長度、內(nèi)徑、外徑、不平行度、不垂直度、偏心、橢圓度等非電量物理量的幾何變化轉(zhuǎn)換為電信號的微小變化，轉(zhuǎn)化為電參數(shù)進行測量，是一種靈敏度較高的傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、輸出功率大、抗阻抗能力強、對工作環(huán)境要求不高、穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點，因而被廣泛應用于各種工程物理量檢測與自動控制系統(tǒng)中。
比如:用電感式位移傳感器提高軸承制造的精度；用電感測微儀測量微小精密尺寸的變化；實現(xiàn)液壓閥開口位置的精準測量；用于設計智能紡織品的柔性傳感器；用電感傳感器原理的孔徑錐度誤差測量儀；用電感傳感器檢測潤滑油中磨粒；用電感傳感器監(jiān)測吊具導向輪等等。
電感傳感器還可用作磁敏速度開關(guān)、齒輪齡條測速等，該類傳感器廣泛應用于紡織、化纖、機床、機械、冶金、機車汽車等行業(yè)的鏈輪齒速度檢測，鏈 輸送帶的速度和距離檢測，齒輪齡計數(shù)轉(zhuǎn)速表及汽車防護系統(tǒng)的控制等。另外該類傳感器還可用在給料管系統(tǒng)中小物體檢測、物體噴出控制、斷線監(jiān)測、小零件區(qū) 分、厚度檢測和位置控制等。
電感式位移傳感器利用導線制成特定的線圈繞組，根據(jù)其位移量的變化而使繞組線圈的白感量或是互感量發(fā)生變化來進行位移測量，因此根據(jù)其轉(zhuǎn)換原理電感式位移傳感器可分為自感型和互感型兩大類。
電感式位移傳感器是一種機電轉(zhuǎn)換裝置，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)科科學技術(shù)上，尤其是在白動控制系統(tǒng)、機械加工與測量行業(yè)中應用十分廣泛。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器優(yōu)缺點
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器的主要優(yōu)點是：
(1) 結(jié)構(gòu)簡單，可靠；
(2) 靈敏度高，最高分辨力達0.1μm ；
(3) 測量精確度高，輸出線性度可達±0.1% ；
(4) 輸出功率較大，在某些情況下可不經(jīng)放大，直接接二次儀表。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器其缺點是：
(1) 傳感器本身的頻率響應不高，不適于快速動態(tài)測量；
(2) 對激磁電源的頻率和幅度的穩(wěn)定度要求較高;
(3) 傳感器分辨力與測量范圍有關(guān)，測量范圍大，分辨力低，反之則高。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器產(chǎn)品要求
1、檢測距離的衰減性?；N為鐵質(zhì)，適合伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器檢測；而滑翹被測部分的尺寸略小于標準檢測物尺寸（標準被測物尺寸為3倍額定檢測距離，此應用中，標準尺寸應為120*120mm），這樣的話就會有一定的衰減。
2、現(xiàn)場抗干擾能力。這個是不容忽視的問題，普通伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器容易被電機或變頻器干擾，很多技術(shù)人員只對在此附近的應用選擇相應強抗電磁干擾的傳感器。但在汽車制造車間，廠房大，現(xiàn)場技術(shù)人員習慣使用對講機溝通，尤其是邊走邊用對講機對話時，會不經(jīng)意的靠近傳感器，導致短暫失效。
3、安裝方面。隨著伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器的普及，傳感器不僅僅在電氣性能方面有所提升，其機械方面的設計也越來越人性化。要在最大程度的實現(xiàn)人性化安裝。減少了多種近似產(chǎn)品的備貨和減少了安裝、維護的時間。
4、穩(wěn)定運行的保障。在車廠的使用中，要杜絕任何油污、塵污的侵蝕。另外，滑翹經(jīng)過軌道時，震動是長期存在的，優(yōu)異的抗震動性同樣是有著非常重要的作用。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器產(chǎn)品選購
(1) 方案選擇
在選擇方案之前應首先弄清給定的技術(shù)指標，如示值范圍、示值誤差、分辨力、重復性誤差、時漂、溫漂、使用環(huán)境等。
(2) 鐵心材料的選擇
鐵心材料選擇的主要依據(jù)是要具有較高的導磁系數(shù)，較高的飽和磁感應強度和較小的磁滯損耗，剩磁 和矯頑磁力 都要小。另外，還要求電阻率大，居里點溫度高，磁性能穩(wěn)定，便于加工等。常用導磁材料有鐵氧體、鐵鎳合金、硅鋼片和純鐵。
(3)電源頻率的選擇
提高電源頻率有下列優(yōu)點：能提高線圈的品質(zhì)因數(shù)；靈敏度有一定的提高；適當提高頻率還有利于放大器的設計。但是，過高的電源頻率也會帶來缺點，如鐵心渦流損耗增加；導線的集膚效應等會使靈敏度減低；增加寄生電容（包括線圈匝間電容）以及外界干擾的影響。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器利用電磁感應原理將被測非電量如位移、壓力、流量、 振動等轉(zhuǎn)換成線圈自感量L或互感量M的變化, 再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單, 工作可靠, 測量精度高, 零點穩(wěn)定, 輸出功率較大等一系列優(yōu)點, 其主要缺點是靈敏度、線性度和測量范圍相互制約, 傳感器自身頻率響應低, 不適用于快速動態(tài)測量。
伯恩斯坦BERNSTEIN電感式傳感器種類很多，常見的有自感式傳感器，互感式傳感器和電渦流式傳感器三種。