巴魯夫BALLUFF傳感器的基本特性和指標(biāo)

一、巴魯夫BALLUFF傳感器的基本特性

1. 靈敏度：是指?jìng)鞲衅鲗?duì)被測(cè)量檢測(cè)量變化的反應(yīng)能力。通俗地說(shuō)，就是當(dāng)某個(gè)被測(cè)量變化1個(gè)單位時(shí)，傳感器輸出的變化量。傳感器的靈敏度越高，表示它對(duì)被測(cè)量的變化越敏感。一般來(lái)說(shuō)，靈敏度越高的傳感器精度也相對(duì)較高。

2. 精度：是指?jìng)鞲衅鲗?shí)際輸出值與實(shí)際被測(cè)值之間的誤差。即傳感器輸出值與被測(cè)值的偏離程度。精度越高的傳感器輸出誤差越小，代表其輸出值更準(zhǔn)確。

3. 分辨率：是指巴魯夫BALLUFF傳感器能夠分辨被測(cè)量間隔的最小單位。例如，如果傳感器具有10位分辨率，則其能夠分辨10個(gè)等分的被測(cè)量范圍。分辨率越高，表示傳感器能夠識(shí)別更小的被測(cè)量變化。

4. 線性度：是指巴魯夫BALLUFF傳感器輸出值與被測(cè)量之間的線性關(guān)系程度。傳感器在整個(gè)被測(cè)量范圍內(nèi)，輸出值與被測(cè)值之間的比例關(guān)系是否保持一致。線性度越好的傳感器，其輸出值與被測(cè)值之間的關(guān)系越穩(wěn)定。

5. 時(shí)效性：是指?jìng)鞲衅鬏敵鲋祵?duì)被測(cè)物理量變化的反應(yīng)速度。傳感器的時(shí)效性越好，表示它能夠更快地檢測(cè)出被測(cè)量的變化。

6. 穩(wěn)定性：是指?jìng)鞲衅髟陂L(zhǎng)期使用過(guò)程中，輸出值的穩(wěn)定性和可靠性。穩(wěn)定性越好的傳感器，表示其輸出值在任何時(shí)間段內(nèi)都具有高度一致性。

二、傳感器的指標(biāo)

1. 輸出量程：是指?jìng)鞲衅髂軌蜉敵龅谋粶y(cè)量的范圍。例如，如果傳感器的輸出量程為0~1000V，則當(dāng)被測(cè)量范圍小于0或大于1000V時(shí)，該傳感器將無(wú)法正常工作。

2. 頻率響應(yīng)：是指?jìng)鞲衅鲗?duì)被測(cè)量的頻率變化的反應(yīng)能力。傳感器的頻率響應(yīng)越好，表示其對(duì)高頻信號(hào)的響應(yīng)更加敏感。

3. 公差：是指?jìng)鞲衅髦圃爝^(guò)程中的工藝誤差。公差越小，表示傳感器的精度越高。

4. 工作溫度范圍：是指?jìng)鞲衅骺梢哉９ぷ鞯臏囟确秶鞲衅鞯墓ぷ鳒囟确秶綄挘硎酒溥m應(yīng)性越強(qiáng)。

5. 電源電壓：是指?jìng)鞲衅鞯恼９ぷ麟妷悍秶鞲衅鞯碾娫措妷悍€(wěn)定，可以確保其輸出值的穩(wěn)定性。

6. 過(guò)載能力：是指?jìng)鞲衅髟诒粶y(cè)物理量超出其量程時(shí)的反應(yīng)能力。傳感器過(guò)載能力越好，表示其對(duì)被測(cè)量的變化更加靈敏。

總之，對(duì)于巴魯夫BALLUFF傳感器來(lái)說(shuō)，其基本特性和指標(biāo)是評(píng)價(jià)它的性能和質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們要根據(jù)實(shí)際需要，選擇合適的傳感器類(lèi)型和規(guī)格，才能確保系統(tǒng)的性能和精度。

巴魯夫BALLUFF傳感器的特性

1. 巴魯夫BALLUFF傳感器介紹

巴魯夫BALLUFF傳感器是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量電測(cè)的一種裝置。利用電感式傳感器，能對(duì)位移、壓力、振動(dòng)、應(yīng)變、流量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、輸出功率大、輸出阻抗小、抗干擾能力強(qiáng)及測(cè)量精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在機(jī)電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。它的主要缺點(diǎn)是響應(yīng)較慢，不宜于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量，而且傳感器的分辨率與測(cè)量范圍有關(guān)，測(cè)量范圍大，分辨率低，反之則高。

2. 概述

電感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、 振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量L或互感量M的變化, 再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。

　　電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 工作可靠, 測(cè)量精度高, 零點(diǎn)穩(wěn)定, 輸出功率較大等一系列優(yōu)點(diǎn), 其主要缺點(diǎn)是靈敏度、線性度和測(cè)量范圍相互制約, 傳感器自身頻率響應(yīng)低, 不適用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。

　　電感式傳感器種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有自感式傳感器，互感式傳感器和電渦流式傳感器三種。

3. 工作原理

巴魯夫BALLUFF傳感器的工作原理是電磁感應(yīng)。它是把被測(cè)量如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。按照轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動(dòng)變壓器式）兩種 [2] 。

當(dāng)一個(gè)線圈中電流i變化時(shí)，該電流產(chǎn)生的磁通Φ也隨之變化，因而在線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)e，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為自感。產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)稱(chēng)為自感電勢(shì)。

變磁阻式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為δ，傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，氣隙厚度δ發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，因此只要能測(cè)出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。

特點(diǎn)：變磁阻式傳感器具有很高的靈敏度，這樣對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大倍數(shù)要求低。但是受氣隙δ寬度的影響，該類(lèi)傳感器的測(cè)量范圍很小。

可變磁阻式傳感器自感

自感L與氣隙δ成反比，而與氣隙導(dǎo)磁截面積S0成正比。

　　靈敏度S與氣隙長(zhǎng)度δ的平方成反比，δ愈小，靈敏度S愈高。為了減小非線性誤差，在實(shí)際應(yīng)用中，一般取。這種傳感器適用于較小位移的測(cè)量，一般約為0.001～1 mm。

巴魯夫BALLUFF傳感器的工作原理是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測(cè)位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。由于常采用兩個(gè)次級(jí)線圈組成差動(dòng)式，故又稱(chēng)差動(dòng)變壓器式傳感器。

差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的電壓是交流量，如用交流電壓表指示，則輸出值只能反應(yīng)鐵芯位移的大小，而不能反應(yīng)移動(dòng)的極性；同時(shí)，交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓，使活動(dòng)銜鐵位于中間位置時(shí)，輸出也不為零。因此，差動(dòng)變壓器式傳感器的后接電路應(yīng)采用既能反應(yīng)鐵芯位移極性，又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動(dòng)直流輸出電路。

把被測(cè)的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器稱(chēng)為互感式傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級(jí)繞組用差動(dòng)形式連接，故稱(chēng)差動(dòng)變壓器式傳感器。

差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)形式較多，有變隙式、變面積式和螺線管式等。變隙式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。

金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中旋渦一樣

在導(dǎo)體轉(zhuǎn)圈，這種現(xiàn)象稱(chēng)為渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。 根據(jù)法拉第定律，當(dāng)傳感器線圈通以正弦交變電流I1時(shí)，線圈周?chē)臻g必然產(chǎn)生正弦交變磁場(chǎng)H1，使置于此磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)電渦流I2，I2又產(chǎn)生新的交變磁場(chǎng)H2。

4. 優(yōu)缺點(diǎn)

巴魯夫BALLUFF傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是：

(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠；

(2) 靈敏度高，最高分辨力達(dá)0.1μm ；

(3) 測(cè)量精確度高，輸出線性度可達(dá)±0.1% ；

(4) 輸出功率較大，在某些情況下可不經(jīng)放大，直接接二次儀表。

其缺點(diǎn)是：

(1) 巴魯夫BALLUFF傳感器本身的頻率響應(yīng)不高，不適于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量；

(2) 對(duì)激磁電源的頻率和幅度的穩(wěn)定度要求較高;

(3) 傳感器分辨力與測(cè)量范圍有關(guān)，測(cè)量范圍大，分辨力低，反之則高。

巴魯夫BALLUFF傳感器的特性

1. 巴魯夫BALLUFF傳感器是指將被測(cè)量（如尺寸、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。實(shí)際上，它本身（或和被測(cè)物體）就是一個(gè)可變電容器。

2. 電容傳感器的應(yīng)用

巴魯夫BALLUFF傳感器可以直接測(cè)量的非電量為：直線位移、角位移及介質(zhì)的幾何尺寸（或稱(chēng)物位），直線位移及角位移可以是靜態(tài)的，也可以是動(dòng)態(tài)的，例如是直線振動(dòng)及角振動(dòng)。用于上述三類(lèi)非電參數(shù)變換測(cè)量的變換器一般說(shuō)來(lái)原理比較簡(jiǎn)單，無(wú)需再作任何預(yù)變換。

用來(lái)測(cè)量金屬表面狀況、距離尺寸、振幅等量的傳感器，往往采用單極式變間隙電容傳感器，使用時(shí)常將被測(cè)物作為傳感器的一個(gè)極板，而另一個(gè)電極板在傳感器內(nèi)。

測(cè)物位的傳感器多數(shù)是采用電容式傳感器作轉(zhuǎn)換元件。電容式傳感器還可用于測(cè)量原油中含水量、糧食中的含水量等。