电感传感器工作原理详解：自感式电感传感器如何实现位移测量

电感传感器的基本概念

电感传感器是一种基于电磁感应原理的非接触式传感器，广泛应用于工业自动化、精密测量和机械设备中。其中，自感式电感传感器是应用最广泛的类型之一，其核心原理是通过线圈电感量的变化来反映被测物理量（如位移、振动等）的变化。

自感式电感传感器的工作原理

自感式电感传感器主要由线圈、铁芯和可移动衔铁组成。当衔铁与线圈之间的相对位置发生变化时，磁路的磁阻随之改变，导致线圈的自感系数L发生改变。根据电磁学基本公式：

其中：

• L：自感系数
• μ₀：真空磁导率
• μᵣ：相对磁导率
• N：线圈匝数
• A：磁路截面积
• l：磁路长度

位移测量过程分析

当衔铁靠近线圈时，磁路长度减小，磁阻降低，自感增大；反之，当衔铁远离时，磁阻增加，自感减小。这一变化可通过电桥电路或振荡电路转换为电压信号输出，从而实现对微小位移的高精度检测。

优点与局限性

优点：

• 非接触测量，无机械磨损
• 响应速度快，灵敏度高
• 结构简单，稳定性好

局限性：

• 受温度影响较大，需进行温度补偿
• 输出信号非线性，需校准
• 对铁磁材料敏感，环境干扰大

典型应用场景

自感式电感传感器常用于：
• 机床加工中的刀具位置监测
• 液压系统中的活塞位移检测
• 精密仪器中的微位移测量