图1 电容原理电压测量法
图2 利用FET检测电场状态原理图
图3 馈电状态传感器的敏感元件电路图
图4 馈电状态传感器电路
电感传感器是将被测量转换为线圈的自感或互感的变化来测量的装置。电感传感器还可用作磁敏速度开关、齿轮龄条测速等。电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移,压力流量振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出,实现非电量到电量的转换。它是利用线圈自感或互感系数的变化来实现非电量电测的一种装置。利用电感式传感器，能对位移、压力、振动、应变、流量等参数进行测量。它具有结构简单、灵敏度高、输出功率大、输出阻抗小、抗干扰能力强及测量精度高等一系列优点，因此在机电控制系统中得到广泛的应用。它的主要缺点是响应较慢，不宜于快速动态测量，而且传感器的分辨率与测量范围有关，测量范围大，分辨率低，反之则高。
电感式传感器的工作原理是电磁感应。它是把被测量如位移等，转换为电感量变化的一种装置。按照转换方式的不同，可分为自感式（包括可变磁阻式与涡流式）和互感式（差动变压器式）两种 。
变磁阻式传感器
当一个线圈中电流i变化时，该电流产生的磁通Φ也随之变化，因而在线圈本身产生感应电势e，这种现象称之为自感。产生的感应电势称为自感电势。
变磁阻式传感器的结构如图1所示。它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成，在铁芯和衔铁之间有气隙，气隙厚度为δ，传感器的运动部分与衔铁相连。当衔铁移动时，气隙厚度δ发生改变，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感值变化，因此只要能测出这种电感量的变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向。
特点：变磁阻式传感器具有很高的灵敏度，这样对待测信号的放大倍数要求低。但是受气隙δ宽度的影响，该类传感器的测量范围很小。
可变磁阻式传感器自感，自感L与气隙δ成反比，而与气隙导磁截面积S0成正比。灵敏度S与气隙长度δ的平方成反比，δ愈小，灵敏度S愈高。为了减小非线性误差，在实际应用中，一般取这种传感器适用于较小位移的测量，一般约为0.001～1 mm。
差动变压器式传感器
互感型传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感现象，将被测位移量转换成线圈互感的变化。由于常采用两个次级线圈组成差动式，故又称差动变压器式传感器。
差动变压器式传感器输出的电压是交流量，如用交流电压表指示，则输出值只能反应铁芯位移的大小，而不能反应移动的极性；同时，交流电压输出存在一定的零点残余电压，使活动衔铁位于中间位置时，输出也不为零。因此，差动变压器式传感器的后接电路应采用既能反应铁芯位移极性，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。
把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动形式连接，故称差动变压器式传感器。
差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等。
常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中,这三种传感器多制成差动式,以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。
电感传感器由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器,又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的,其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时,就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。变间隙型电感传感器,这种传感器的气隙5随被测量的变化而改变从而改变磁阻。它的灵敏度和非线性都随气隙的增大而减小,因此常常要考虑两者兼顾。δ-般取在0.1~0.5毫米之间。变面积型电感传感器这种传感器的铁芯和衔铁之间的相对覆盖面积(即磁通截面)随被测量的变化而改变从而改变磁阻。它的灵敏度为常数,线性度也很好。
螺管插铁型电感传感器:它由螺管线圈和和被测物体相连的柱型衔铁构成。其工作原理基于线圈磁力线泄漏路径上磁阻的变化。衔铁随被测物体移动时改变了线圈的电感量。这种传感器的量程大,灵敏度低,结构简单,便于制作。
电感式传感器的特点是:无活动触点、可靠度高、寿命长;分辨率高，灵敏度高;线性度高、重复性好;测量范围宽(测量范围大时分辨率低);.无输
入时有零位输出电压,引起测量误差;对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高,不适用于高频动态测量.电感式传感器主要用于位移测量和转换成位移变化的机械量(如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等)的测量.带有模拟输出的电感式接近传感器是-种测量式控制位置偏差的电子信号发生器,其用途非常广泛。例如:可控制尺寸的稳定性;可控制定位可控制对中心率或偏心率。
电感传感器还可用作磁敏速度开关、齿轮龄条测速等,该类传感器广泛应用于纺织、化纤、机床、机械、冶金、机车等行业的链轮齿速度检测,链输送带的速度和距离检测,齿轮龄计数转速表及汽车防护系统的控制等。另外该类传感器还可用在给料管系统体喷出控制、断线监测、小零件区分、厚度检测和位置控制等。
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柔性线圈电流传感器采用先进的罗氏线圈技术，是一个在非铁磁性材料上均匀缠绕的环形线圈；
无磁滞效应，几乎为零的相位误差，无磁饱和现象，线性度极高。
输出信号是电流对时间的微分，通过对输出电压信号 进行积分，就可以真实还原输入电流，其测量电流范围可从毫安级到上万安。
主要用于交流漏电流、大电流、高次谐波电流(可达400次)、复杂波形电流、瞬态冲击电流、相位、电能、功率、功率因数等检测。
柔性线圈电流传感器搭配积分器，易于集成到其他设备，如相位检测分析仪、工业控制装置、数据记录仪、示波器、谐波分析仪、电力质量分析仪、高精度数字多用表、瞬态冲击记录仪、分布式测量系统、保护系统 等。
柔性线圈电流传感器线圈部分无任何裸露金属导体，非接触测量，稳定可靠；
其体积小、重量轻、外观精美、柔软灵活，适合于狭窄环境和排线密集的场所；
测量范围宽、精度高、可靠性强、响应频带宽，用户可 根据需求定制线圈长度；
广泛适用于电力、通信、气象、铁路、油田、建筑、计量、科研教学单位、工矿企业等领域。
柔性线圈电流传感器适合继电保护、可控硅整流、变频调速、半导体开关、功率电子转换设备、电弧 焊接等信号严重畸变的工业环境。
输出信号是电流对时间的微分。这个微分信号通过一个积分器，就可以真实再 现被测电流，主要特点：
1.无磁饱和现象，能够测量几万安的特大电流，如冶炼炉电极电流50KA；
2.无磁滞效应，具有极佳的瞬态跟踪能力，可以检测高频电流。
柔性线圈电流传感器依据漏电流传感器环绕安装在直流回路的正负出线上；
当装置运行时，实时检测各支路传感器输出的信号，当支路绝缘情况正常时，流过传感器的电流大小相等，方向相反，其输出信号为零；
当支路有接地时，漏 电流传感器有差流流过，传感器的输出不为零。
因此柔性线圈电流传感器通过检测各支路传感器的输出信号，就可以判断直流系统接地支路。该原理选线精度高，不受线路分布电容的影响。
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