电感传感器详解：二线制输出与应用

"该资源是关于自动检测技术及应用（第2版）课件中的第三章——电感传感器，主要讲解了4~20mA二线制输出方式和电感传感器的相关知识，包括自感传感器、差动变压器传感器的结构、工作原理、特性参数等，并涉及磁电式传感器的原理及应用。" 在工业自动化领域，二线制4~20mA输出方式是一种广泛采用的信号传输方式。这种仪表系统仅需两根导线，一根为+24V电源线，另一根兼作电源负极和信号传输线。信号在末端通过负载电阻接地，电流变化转化为电压信号，便于远程传输和信号隔离。4~20mA的电流范围确保了信号的稳定性，且能有效克服线路电阻的影响。 电感传感器是重要的物理量检测元件，主要分为自感式和互感式两类。自感传感器，以其自感系数L表示，其电感大小受线圈结构、尺寸、材质等因素影响。当线圈结构改变，如变隙、变面积或变极距，都会导致电感的变化，从而可以用来测量位移、压力等物理量。 在自感传感器中，变隙式传感器是最常见的类型，其工作原理是通过改变线圈与铁心间的气隙大小，来调整磁阻和电感，进而影响通过线圈的电流。例如，在实验中，当衔铁向线圈靠近时，气隙减小，电感增大，电流降低。这种变化可以被转换为位移量的测量。 此外，还有变截面和螺线管式的自感传感器。变截面式传感器通过改变衔铁与铁心有效投影面积来调整电感，其特性接近线性，适用于精确的位移测量。螺线管式传感器则通过改变线圈的长度或截面来实现电感变化，适用于角度或直线位移的检测。 差动变压器传感器，又称电感式位移传感器，由两个互相耦合的线圈组成，当被测物体（如衔铁）移动时，会改变线圈间的互感，从而改变输出电压。这种传感器具有较高的灵敏度和线性度，常用于精密测量。 磁电式传感器则是利用磁场变化引起电磁感应现象来工作的，它在速度、加速度和磁通量的测量中有着广泛应用。其基本原理是通过磁通变化产生电动势，然后转换为电信号输出。 电感传感器及其相关的二线制输出方式是工业自动化中不可或缺的组成部分，它们在各种测量和控制应用中发挥着重要作用，确保系统的精准和可靠运行。