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变面积型自感传感器
资料介绍
一、工作原理
变面积型自感传感器属于自感式电感传感器的核心分类之一，其工作原理基于电磁感应中的自感现象，通过改变铁芯与线圈之间的有效导磁面积，改变线圈的自感系数，从而将被测位移量转换为电感量的变化，最终通过后续信号处理电路将电感变化转换为可测量的电信号输出。
根据自感系数计算公式，空心线圈的自感可表示为：
L = μ₀n²A l
其中：L为线圈自感，μ₀为真空磁导率，n为线圈单位长度匝数，A为铁芯与线圈的有效导磁面积，l为磁路长度。
对于带铁芯的螺线管式自感传感器，公式可修正为：
L = (N²μ₀μ_r A) / (l)
其中N为线圈总匝数，μ_r为铁芯的相对磁导率。在变面积型结构中，N、μ₀、μ_r、l均为固定值，只有有效导磁面积A随被测位移发生变化，因此自感L与有效导磁面积A呈线性正比关系，这就是变面积型自感传感器的核心工作原理。
二、结构分类
1. 旋转式变面积自感传感器
旋转式结构主要用于测量角位移，由定片和动片两部分组成：定片上固定缠绕线圈与铁芯，动片连接被测旋转轴，当被测物体发生角位移时，动片随轴转动，改变动片与定片铁芯之间的重叠导磁面积，从而改变线圈自感。这类传感器的测量范围通常从几分到几十度，线性度好，适合小角度旋转位移测量。
2. 直移式变面积自感传感器
直移式结构用于测量直线位移，可分为单线圈和差动两种形式：单线圈结构中，可动铁芯沿轴向直线移动，改变铁芯进入线圈的有效横截面积，从而改变自感；差动结构采用两个对称线圈，一个铁芯面积增加时另一个面积减小，输出差分信号，能够有效抵消零点漂移、温度漂移等干扰，提升测量灵敏度与线性度。
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| 变面积型自感传感器.docx | 17K |
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