电感式传感器详解：原理、应用与优缺点

第四章《传感器原理及应用》由王殿生教授主讲，内容聚焦于电感式传感器。电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化来检测非电量的一种装置，其工作原理主要涉及磁场变化对电感量的影响。这些传感器能够测量诸如位移、振动、压力、应变、流量和比重等多种非电物理量。 电感式传感器的种类多样，主要包括自感式（变磁阻式），即通过线圈自身的磁场变化来感应；互感式（差动变压器式），利用两个或多个线圈之间的相互作用；以及电涡流式，利用导体在变化磁场中的涡电流效应。根据不同的结构形式，电感式传感器有气隙型、面积型和螺管型之分。 电感式传感器的优点显著，首先结构简单、可靠性高，易于安装和维护。它们具有很高的分辨率，例如可以精确测量机械位移达到0.1微米甚至更小，角位移可至0.1角秒，输出信号强度大，电压灵敏度可达到数百毫伏每毫米。此外，电感式传感器的重复性和线性度良好，在较大位移范围内保持优良特性，且性能稳定。还值得一提的是，它们能够实现远程传输、记录、显示和控制，便于信号处理和应用。 然而，电感式传感器也存在一些局限性，主要体现在存在交流零位信号，这可能会影响高频动态测量的准确性。因此，在选择和使用电感式传感器时，需要权衡其优点和适用范围，确保在特定应用场景下能达到最佳效果。 在学习这一章节时，学生将完成来自第二版教材的练习题4-2、4-4和4-9，或者第三版教材的相应题目，通过实践加深对电感式传感器原理的理解和应用能力。通过本章的学习，读者将掌握电感式传感器的基础理论和实际操作技巧，为今后在工业自动化、精密测量等领域的工作打下坚实基础。