一般意義上的傳感器是將一種物理量轉換為另一種適合處理、傳輸或後續轉換的設備。通常，第一個是不能直接測量的物理量（溫度、速度、位移等），第二個是電或光信號。傳感器，其基本元件是線圈，在測量儀器領域佔據了自己的位置。
電感式傳感器是如何設計的以及它們是如何工作的
電感式傳感器根據其工作原理是有源傳感器，即它們需要外部振盪器。它為電感線圈提供預定頻率和幅度的信號。
流過線圈的電流會產生磁場。如果導電物體進入磁場，線圈參數會發生變化。剩下的就是檢測這種變化。
簡單的非接觸式傳感器會對線圈附近區域出現的金屬物體做出反應。這會改變線圈的阻抗，這種變化必須轉換為電信號，在比較電路的幫助下放大和（或）固定閾值的通過。
另一種類型的傳感器響應物體縱向位置的變化，該物體用作線圈芯。隨著物體位置的變化，它會滑入或滑出線圈，從而改變其電感。這種變化可以轉換為電信號並進行測量。這種傳感器的另一個版本是當物體從外面被推到線圈上時。由於屏蔽效應，這會導致電感減小。
電感式位移傳感器的另一種變體是線性可變差動變壓器 (LVDT)。它是按以下順序製作的複合線圈：
- 次級繞組1；
- 初級繞組；
- 二次繞組 2.
來自發生器的信號被施加到初級繞組。中間線圈產生的磁場在每個次級線圈（變壓器原理）。鐵芯在移動時會改變線圈之間的相互耦合，從而改變每個繞組中的電動勢。這種變化可以通過測量電路檢測到。由於鐵芯的長度小於復合線圈的總長度，因此次級繞組中 EMF 的比率可以明確地確定物體的位置。
相同的原理 - 改變繞組之間的電感耦合 - 用於構建旋轉傳感器。它由兩個同軸線圈組成。信號施加到其中一個繞組上，第二個繞組中的 EMF 取決於相互旋轉的角度。
從工作原理可以看出，電感式傳感器無論其設計如何，都是非接觸式傳感器。它們在遠處運行，不需要直接接觸要監控的對象。
電感式傳感器的優缺點
電感式傳感器的優點主要包括：
- 設計的可靠性；
- 沒有接觸連接；
- 輸出功率大，降低了噪聲的影響，簡化了控制電路；
- 高靈敏度;
- 從工業頻率的交流電壓源操作的可能性。
電感式傳感器的主要缺點是它們的尺寸、重量和製造複雜性。對於具有特定參數的線圈繞組，需要特殊設備。另一個缺點是需要準確地保持來自主振盪器的信號幅度。當它改變時，靈敏度範圍也會改變。由於傳感器僅使用交流電工作，因此保持幅度成為一個明確的技術問題。在家用或工業網絡中直接（或通過降壓變壓器）連接傳感器是不可能的——其中的電壓波動幅度或頻率即使在正常模式下也可以達到 10%，這使得測量精度無法接受。
此外，測量精度可能受以下因素影響：
- 外來磁場（根據其工作原理，無法屏蔽傳感器）；
- 電源和測量電纜中的外部 EMF 感應；
- 製造錯誤；
- 傳感器特性不准確；
- 傳感器安裝位置的間隙或變形，不影響一般性能；
- 精度取決於溫度（繞組線參數變化，包括其電阻）。
電感傳感器無法響應其磁場中介電物體的出現可分為優點和缺點。一方面，這限制了它們的應用範圍。另一方面，它使它們對被監控對像上存在的污垢、油脂、沙子等不敏感。
了解電感式傳感器的缺點和可能的限制允許合理利用它們的優點。
電感式傳感器的應用領域
電感式接近傳感器通常用作限位開關。這些設備變得很常見：
- 在安全系統中，作為未經授權打開門窗的傳感器；
- 在遠程機械系統中，作為單元和機構終端位置的傳感器；
- 在日常生活中，在門、窗扇關閉位置的指示方案中；
- 用於計數物體（例如在傳送帶上移動）；
- 用於確定齒輪的轉速（傳感器通過的每個齒產生一個脈衝）；
- 在其他情況下。
角位置編碼器可用於確定軸、齒輪和其他旋轉單元的旋轉角度，也可用作絕對編碼器。它們還可以與線性編碼器一起用於機床和機器人應用。任何需要精確知道機器部件位置的地方。
電感式傳感器的實際實施示例
在實踐中，電感式傳感器設計可以以多種方式實現。最簡單的設計和集成是兩線製單傳感器，它監控其傳感區域中是否存在金屬物體。這種器件通常是在 W 形磁芯的基礎上製造的，但這是一個無原則的點。這樣的設計更容易製造。
當您改變線圈的電阻時，電路中的電流和負載兩端的電壓降會發生變化。可以檢測到這些變化。問題是負載電阻變得至關重要。如果太大，金屬物體出現時電流的變化會比較小。這會降低系統的靈敏度和抗擾度。如果它很小，則電路中的電流會很高，並且需要更具彈性的傳感器。
因此，有些設計將測量電路內置於傳感器外殼中。發生器產生饋入電感線圈的脈衝。當達到某個水平時，觸發觸發器，從 0 翻轉到 1，反之亦然。緩衝放大器通過功率和/或電壓放大信號，點亮（熄滅）LED，並向外部電路輸出離散信號。
可以生成輸出信號：
在這種情況下，您將需要三根電線來連接傳感器：
- 力量;
- 公共線（0伏）；
- 信號線。
這種傳感器也可以由直流電壓供電。它們的電感脈衝由內部振盪器產生。
差分傳感器用於位置監控。如果要監控的對象相對於兩個線圈對稱，則通過它們的電流是相同的。如果任一線圈移向磁場，就會發生不平衡，總電流不再為零，這可以通過刻度中間帶有箭頭的指示器檢測到。該指標可用於確定位移量及其方向。可以使用控制電路代替箭頭裝置，當接收到有關位置變化的信息時，它會發出信號，採取措施對準物體，調整工藝流程等。
根據線性調節差動變壓器原理製造的傳感器作為完整的設計生產，代表一個帶有初級和次級繞組的框架和一個內部移動的桿（它可以是彈簧加載的）。有用於從次級繞組提取發電機信號和 EMF 的導線。要控制的對象可以機械連接到閥桿。它也可以由電介質製成——只有桿的位置對測量很重要。
儘管存在某些固有的缺點，但感應傳感器關閉了許多與空間中物體的非接觸式檢測相關的區域。儘管技術不斷發展，但這種設備在可預見的未來不會離開測量設備市場，因為它的作用是基於物理的基本定律。
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