电感式传感器的工作原理知识

电感式传感器通常用于测量位置或速度，尤其是在恶劣环境中。感应位置感测中使用的术语和技术可能令人困惑。

感应式位置和速度传感器有许多形状，尺寸和设计。可以说所有电感式传感器都使用变压器原理工作，它们都使用基于交流电流的物理现象。这是迈克尔·法拉第在19世纪30年代首次观察到的，当时他发现第一个载流导体可以“诱导”电流流入第二个导体。法拉第的发现构成了现代电动机，发电机的基础，当然还有用于位置和速度测量的电感式传感器。

电感式位置和速度传感器包括简单的接近开关，可变电感传感器，可变磁阻传感器，同步器，旋转变压器，旋转和线性可变差动变压器（RVDT和LVDT），以及新一代感应编码器（有时称为扼流圈）。

电感式传感器的类型

在简单接近（或“接近”）传感器中，电源使交流电流在线圈中流动（有时称为环路，线轴或绕组）。当导电或导磁目标（例如钢盘）接近线圈时，这会改变线圈的阻抗。当阈值通过时，这充当目标接近的信号。接近传感器通常用于检测金属目标的存在或不存在，并且输出通常模拟开关。这种类型的电感式传感器通常用于传统开关可能存在问题的地方 - 特别是在存在大量污垢或水的地方。下次您登上飞机时，您会看到许多电感式接近传感器，或者在登机时看一下起落架。

可变电感传感器和可变磁阻传感器通常产生与导电或可透磁靶（通常为钢杆）相对于线圈的位移成比例的电信号。与接近传感器一样，当线圈通过交流电通电时，线圈的阻抗根据目标的位移而变化。这种传感器通常用于测量气动或液压油缸中活塞的位移。活塞可以布置成越过传感器线圈的外径。

Synchros是另一种形式的感应式位置传感器，它们测量线圈相对于彼此移动时的感应耦合。同步通常是旋转的并且需要电连接到传感器的移动和静止部分（通常称为转子和定子）。它们具有极高的精度，可用于工业计量，雷达天线和望远镜。Synchros的价格非常昂贵且越来越少见，大多数都被（无刷）旋转变压器所取代。这些是感应位置检测器的另一种形式，但电连接仅对定子上的绕组进行。

LVDT，RVDT和旋转变压器测量线圈之间电感耦合变化的位置，通常称为初级和次级绕组。传感器的初级绕组将能量耦合到次级绕组中，但耦合到每个次级绕组中的能量比率与可透磁目标的相对位移成比例地变化。在LVDT中，这通常是穿过绕组孔的金属杆。在RVDT或旋转变压器中，它通常是成形转子或极靴，其相对于围绕转子周边布置的绕组旋转。LVDT和RVDT的典型应用包括航空航天副翼，发动机和燃油系统控制中的液压伺服系统。旋转变压器的典型应用包括无刷电动机换向。

感应位置传感器的显着优点是相关的信号处理电路不需要位于传感器线圈附近。这允许传感线圈位于恶劣的环境中，否则可能会妨碍其他技术 - 例如磁传感器或光学编码器 - 因为它们需要相对精细的硅基电子设备位于传感点。

电感式传感器应用

感应式位置传感器具有长期记录，可在恶劣条件下可靠运行。因此，它们通常是安全相关，安全关键或高可靠性应用的自动选择。这种应用在军事，航空航天，铁路和重工业部门中很常见。

这种良好声誉的原因与基本物理和操作原理有关，它们通常独立于：

移动电触点

温度

湿度，水和冷凝

污垢，油脂，砂砾和沙子等异物。

电感式传感器的优点和缺点

由于基本操作元件（缠绕线圈和金属部件）的性质，大多数感应式位置传感器非常坚固。鉴于其良好的声誉，一个显而易见的问题是“为什么电感式传感器不能更频繁地使用？” 原因是他们的身体健壮性既是力量也是弱点。电感式传感器往往精确，可靠，坚固，但体积大，体积大，重量大。对精密缠绕线圈的需求也使其生产成本高昂 - 尤其是高精度设备。除了简单的接近传感器之外，更复杂的电感式传感器对于更主流的应用来说非常昂贵。

电感式传感器相对稀缺的另一个原因是设计者难以指定。这是因为每个传感器通常需要单独指定和购买相关的AC生成和信号处理电路。反过来，这需要模拟电子学的重要技能和知识。由于年轻的工程师倾向于专注于数字电子，他们将倾向于采用替代的，更加数字化的方法。

新一代 - 感应编码器或编码器

新一代电感式传感器近年来已进入市场，并在传统和更主流的领域中享有越来越高的声誉。这种新一代的电感式传感器的通常被称为感应编码器或“INCODER”（的混合物 在 ductive和连接编码器）。该方法使用与传统设备相同的基本物理，但使用印刷电路板和现代数字电子设备，而不是笨重的变压器和模拟电子设备。该方法非常优雅，开辟了电感式传感器的应用范围，包括2D和3D传感器，短距离（<1mm）线性器件，曲线几何形状和高精度角度编码器，包括小型旋转编码器和大型旋转编码器。

PCB的使用使得传感器可以印刷到薄的柔性基板上，这也可以消除对传统电缆和连接器的需求。这种方法的灵活性 - 无论是在物理上还是从为OEM提供定制设计的能力 - 都是一个很大的优势。

与传统的电感式传感器一样，该方法可在恶劣环境中提供可靠和精确的测量。还有一些重要的优点：

降低成本

提高准确性

减轻重量

简化机械工程，例如，根除轴承，密封件和衬套。

紧凑的尺寸 - 与传统的LVDT相比，特别是行程长度。

简化电气接口 - 通常是直流电源和绝对数字信号。

传统LVDT（顶部）和Zettlex线性传感器（中间）的图像。以下规模。

上图中很好地说明了这一点 - 展示了传统的150mm行程LVDT及其新一代替代品，它是为线性执行器制造商生产的。与“之前”和“之后”节食照片的相似之处显而易见。当考虑到新一代设备还包括相关的信号生成和处理电路（未示出传统的LVDT）时，这得到了加强。相比之下，Zettlex设备提供：

精度提高10倍以上

重量减轻95％

占用体积减少75％

节省50％的成本

直接生成数字数据 - 从而消除了模数转换的需要。

壹芯微科技针对二三极管,MOS管作出了良好的性能测试，应用各大领域，如果您有遇到什么需要帮助解决的,可以点击右边的工程师,或者点击销售经理给您精准的报价以及产品介绍