電感式傳感器通常用于測(cè)量位置或速度，尤其是在惡劣環(huán)境下。感應(yīng)位置檢測(cè)中使用的術(shù)語(yǔ)和技術(shù)可能會(huì)令人困惑。在本文中，我們解釋了各種類型的感應(yīng)位置傳感器；它們的工作原理和相對(duì)優(yōu)勢(shì)。

　　感應(yīng)式位置和速度傳感器有多種形狀、尺寸和設(shè)計(jì)?？梢哉f(shuō)所有的電感式傳感器都是根據(jù)變壓器原理工作的，都是利用基于交流電的物理現(xiàn)象。邁克爾法拉第在19世紀(jì)30年代首次觀察到這一現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)他發(fā)現(xiàn)第一個(gè)載流導(dǎo)體可以誘導(dǎo)電流在第二個(gè)導(dǎo)體中流動(dòng)。法拉第的發(fā)現(xiàn)構(gòu)成了現(xiàn)代電機(jī)、發(fā)電機(jī)，當(dāng)然還有用于位置和速度測(cè)量的感應(yīng)傳感器的基礎(chǔ)。

　　感應(yīng)式位置和速度傳感器包括簡(jiǎn)單的接近開(kāi)關(guān)、可變電感傳感器、可變磁阻傳感器、同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器、旋轉(zhuǎn)和線性可變差動(dòng)變壓器(RVDTs&LVDTs)，以及新一代感應(yīng)編碼器（有時(shí)稱為編碼器）。

　　一、電感式傳感器的類型：

　　在簡(jiǎn)單的接近（或接近）傳感器中，電源導(dǎo)致交流電流在線圈（有時(shí)稱為回路、線軸或繞組）中流動(dòng)。當(dāng)諸如鋼盤之類的導(dǎo)電或?qū)Т拍繕?biāo)接近線圈時(shí)，這會(huì)改變線圈的阻抗。當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，這將作為目標(biāo)接近的信號(hào)。接近傳感器通常用于檢測(cè)金屬目標(biāo)的存在或不存在，并且輸出通常模擬開(kāi)關(guān)。這種類型的感應(yīng)傳感器通常用于傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)可能存在問(wèn)題的地方尤其是存在大量污垢或水的地方。下次洗車或登機(jī)時(shí)看一眼起落架時(shí)，您會(huì)看到很多感應(yīng)式接近傳感器。

　　可變電感傳感器和可變磁阻傳感器通常產(chǎn)生與導(dǎo)電或?qū)Т拍繕?biāo)（通常是鋼棒）相對(duì)于線圈的位移成比例的電信號(hào)。與接近傳感器一樣，當(dāng)線圈通電時(shí)，線圈的阻抗會(huì)根據(jù)目標(biāo)的位移而變化。這種傳感器通常用于測(cè)量氣動(dòng)或液壓柱塞中活塞的位移。活塞可以布置成越過(guò)傳感器線圈的外徑。

　　同步器是感應(yīng)式位置傳感器的另一種形式，它們?cè)诰€圈彼此相對(duì)移動(dòng)時(shí)測(cè)量線圈之間的感應(yīng)耦合。同步器通常是旋轉(zhuǎn)的，需要與傳感器的運(yùn)動(dòng)和靜止部分（通常稱為轉(zhuǎn)子和定子）進(jìn)行電氣連接。它們可以提供極高的精度，用于工業(yè)計(jì)量、雷達(dá)天線和望遠(yuǎn)鏡。眾所周知，同步器價(jià)格昂貴，而且越來(lái)越少見(jiàn)，大部分已被（無(wú)刷）旋轉(zhuǎn)變壓器所取代。這些是另一種形式的感應(yīng)式位置檢測(cè)器，但電氣連接僅用于定子上的繞組。

　　LVDT、RVDT和旋轉(zhuǎn)變壓器通過(guò)線圈（通常稱為初級(jí)和次級(jí)繞組）之間的電感耦合變化來(lái)測(cè)量位置。傳感器的初級(jí)繞組將能量耦合到次級(jí)繞組中，但耦合到每個(gè)次級(jí)繞組中的能量比率與導(dǎo)磁目標(biāo)的相對(duì)位移成比例變化。在LVDT中，這通常是一根穿過(guò)繞組孔的金屬棒。在RVDT或旋轉(zhuǎn)變壓器中，它通常是一個(gè)成形的轉(zhuǎn)子或極片，它相對(duì)于圍繞轉(zhuǎn)子外圍布置的繞組旋轉(zhuǎn)。LVDT和RVDT的典型應(yīng)用包括航空副翼、發(fā)動(dòng)機(jī)和燃油系統(tǒng)控制中的液壓伺服系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變壓器的典型應(yīng)用包括無(wú)刷電動(dòng)機(jī)換向。

　　感應(yīng)式位置傳感器的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是相關(guān)的信號(hào)處理電路不需要位于傳感器線圈附近。這使得傳感線圈可以放置在惡劣的環(huán)境中，否則可能會(huì)排除其他技術(shù)例如磁傳感器或光學(xué)編碼器因?yàn)樗鼈冃枰鄬?duì)精密的硅基電子設(shè)備位于傳感點(diǎn)。

　　二、電感式傳感器應(yīng)用：

　　感應(yīng)式位置傳感器在困難條件下可靠運(yùn)行方面有著悠久的歷史。因此，它們通常是安全相關(guān)、安全關(guān)鍵或高可靠性應(yīng)用的自動(dòng)選擇。此類應(yīng)用在軍事、航空航天、鐵路和重工業(yè)領(lǐng)域很常見(jiàn)。這種良好聲譽(yù)的原因與基本物理和操作原理有關(guān)，它們通常獨(dú)立于：

　　移動(dòng)電觸點(diǎn)

　　溫度

　　濕度、水和冷凝

　　異物，如污垢、油脂、砂礫和沙子

　　三、電感式傳感器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

　　由于基本操作元件（繞線線圈和金屬部件）的性質(zhì)，大多數(shù)電感式位置傳感器都非常堅(jiān)固。鑒于其良好的聲譽(yù)，一個(gè)明顯的問(wèn)題是為什么不更頻繁地使用電感式傳感器？原因是他們的身體強(qiáng)壯既是優(yōu)勢(shì)也是劣勢(shì)。電感式傳感器往往準(zhǔn)確、可靠和堅(jiān)固，但也很大、笨重和笨重。對(duì)精密繞線線圈的需求也使它們的生產(chǎn)成本很高尤其是高精度設(shè)備。除了簡(jiǎn)單的接近傳感器外，更復(fù)雜的電感式傳感器對(duì)于更主流的應(yīng)用來(lái)說(shuō)過(guò)于昂貴。

　　電感式傳感器相對(duì)稀缺的另一個(gè)原因是，設(shè)計(jì)人員可能很難指定它們。這是因?yàn)槊總€(gè)傳感器通常需要單獨(dú)指定和購(gòu)買相關(guān)的交流產(chǎn)生和信號(hào)處理電路。反過(guò)來(lái)，這需要大量的模擬電子技術(shù)和知識(shí)。因?yàn)槟贻p的工程師傾向于專注于數(shù)字電子產(chǎn)品，他們會(huì)更喜歡替代和更數(shù)字化的方法。