磁敏传感器;§5—1电感线圈传感器;电感线圈传感器是利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压、电流和频率的变化量输出，这种装置称为电感式传感器，其工作原理框图如图5-1-1所示。;电感式传感器按转换原理可分为自感式（変磁阻式）、互感式（差动变压器式）和电涡流式；按结构形式可分为变气隙式、变截面式和螺线管式。;一、电感线圈传感器的结构、原理
及特点;图5-1-2自感式传感器结构示意图;图5-1-3自感式传感器实物图;自感式线圈的电感量为
式中N——线圈匝数；
S——铁芯截面；
δ——铁芯与衔铁间的气隙。
当线圈匝数N为常数时，电感量L仅仅是磁路中磁阻的函数，改变δ或S均可导致电感量的变化。;如果保持S不变，则L为δ的单值函数，可构成变气隙式自感传感器；如果保持δ不变，使S随位移而变，则可构成变截面式自感传感器；如果在线圈中放入圆柱形衔铁，当衔铁上下移动时，自感量将发生相应的变化，就构成了螺线管式自感传感器。
自感式传感器的特点及应用场合见表5-1-1。;表5-1-1自感式传感器的特点及应用场合;2.差动变压器式传感器
互感式传感器是一种利用互感原理将机械位移转换成电信号的传感器。因为它是根据变压器的基本原理制成的，而且二次绕组的两个线圈反向串联，采用差动形式输出，所以又称为差动变压器式位移传感器。这类传感器主要包括衔铁、一次绕组和二次绕组。一次绕组接入激励电源后，二次绕组将因互感而产生电压输出，当绕组间互感系数随被测量变化时，输出电压将产生相应的变化。;（1）差动变压器式传感器的结构
差动变压器的结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，这里以变气隙式为例进行工作原理介绍，如图5-1-4所示。U0为零点残余电压，差动变压器可移动衔铁处于中间位置时，理想条件下U0=0；而实际U0为几毫伏到十几毫伏。;图5-1-4a）变间隙差动变压器结构形式;图5-1-4b)变间隙差动变压器电压波形;这种结构形式的差动变压器衔铁均为板形，灵敏度高，测量范围则较窄，一般用于测量几微米到几百微米的机械位移。对于位移在1mm至上百毫米的测量，常采用圆柱形衔铁的螺管式差动变压器，其结构和实物图分别如图5-1-5和图5-1-6所示。
;图5-1-5圆柱形衔铁的螺线管式差动变压器结构示意图;图5-1-6圆柱形衔铁的螺线管式差动变压器实物图;（2）差动变压器式传感器的原理
差动变压器式传感器的结构有很多形式，但其工作原理基本相同。这里以变气隙式为例进行讲解。
如图5-1-4a所示，W1a及W1b为一次侧线圈绕组，W2a及W2b为二次侧线圈绕组，C为衔铁。为反映差值互感，将两个一次侧绕组的同名端顺向串联，并施加交流电压U1，两个二次侧绕组的同名端反向串联，同时测量串联后的合成电势U2。当没有位移时，衔铁C处于初始平衡位置，它与两个铁芯的间隙有：;磁敏传感器;（3）差动变压器式传感器的特点
差动变压器式传感器以微位移为测量对象；位移与输出呈线性关系；灵敏度高，抗干扰能力强。可以直接用于位移测量，也可测量与位移有关的任何机械量，如力、力矩、压力、压差、振动、加速度、应变、液位等。;3.电涡流传感器
（1）电涡流传感器的结构
当通过金属体的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电流，该电流在导体中是自行闭合的，即电涡流。电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化，这一物理现象称为涡流效应。电涡流传感器就是利用涡流效应，将位移、温度等非电量转换为阻抗的变化或电感的变化而进行测量的。电涡流传感器的基本结构包括探头和变换器两个部分，其内部结构如图5-1-7所示，实物图如图5-1-8所示。变换器由测量电路组成；探头主要由一个固定在框架上的扁平线圈组成，线圈用多股漆包线或银线绕制而成，一般放在端部。;图5-1-7电涡流传感器的内部结构;（2）电涡流传感器的原理
电涡流传感器的工作原理如图5-1-9a所示，当传感器线圈通以交变电流i1时，线圈周围产生交变磁场H1，置于该磁场范围内的金属导体中产生感应涡流i2，i2形成新的磁场H2，H2与H1的方向相反，对原磁场H1起抵消削弱的作用，使传感器线圈的电感量、阻抗和品质因数发生变化，变化的程度与激励电流i1的频率、金属导体的电导率、金属导体的磁导率有关。;电涡流传感器的等效电路如图5-1-9b所示，传感器线圈的电阻为R1、电感为L1；金属导体中形成的电涡流等效为一个短路环，短