电感传感器的应用探究

电感传感器用于测量位移原理已详细进行了分析，如果增设不同的敏感元件就可以测量力、压力、加速度、流量等物理量，下述几例将有助于开拓思路。

1.加速度传感器

图3.4-1中弹簧和衔铁固定在一起，因此衔铁的位移受弹簧的约束。当衔铁受加速度的作用时，弹簧受力变形，变形的大小与衔铁所受加速度的大小有关。设衔铁的质量为M，且不考虑弹簧的质量，当传感器以加速度a运动时。则有

式中 k——弹簧的弹性模量；

x——衔铁的位移（弹簧变形）。

将加速度对衔铁的作用转换成传感器可以测量到的位移。

2.流量传感器

图3.4-2中，当流体的粘性、密度等一定的情况下，流体的流量与浮子最大外径和锥形管壁之间的环形面积成正比，而该面积又与浮子上升高度成正比，所以，流量就与固定于浮子上的衔铁的位移成正比。此例中，锥形管与浮子构成了传感器的敏感元件。

图3.4-1　加速度传感器原理

图3.4-2　流量传感器原理

3.振幅计

图3.4-3是用涡流传感器测量轴的振动和轴径向振动的例子，它可无接触的测量轴的径向和轴向位移。(www.xing528.com)

4.转速测量

图3.4-4为转速测量原理。传感器输出信号的周期是与旋转体的槽数相关的，此信号经放大、整形后，可用频率计的读数求出旋转体的速度。该值与频率和槽的关系为

式中 f——频率值；

N——轴上开的槽数；

n——被测轴的转速（r/min）。

图3.4-3　涡流传感器测量轴振动的原理

图3.4-4　转速检测原理

5.接近开关

图3.4-5是电感式接近开关工作原理图。传感器感应线圈与内部电路构成一个LC振荡器，在没有金属导体靠近时，此时LC振荡电路处于谐振状态；当金属导体接近磁场时，金属内产生涡流效应，导致LC振荡电路振荡减弱，振幅减小。经比较、整形处理可以判别“有”、“无”金属导体靠近。

图3.4-5　电感式接近开关原理