電感式傳感器通常用于測量位置或速度，尤其是在惡劣環(huán)境下。感應(yīng)位置檢測中使用的術(shù)語和技術(shù)可能會令人困惑。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優(yōu)勢。
感應(yīng)式位置和速度傳感器有多種形狀、尺寸和設(shè)計?？梢哉f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30年代首次觀察到這一現(xiàn)象，當時他發(fā)現(xiàn)第一個載流導體可以誘導電流在第二個導體中流動。法拉第的發(fā)現(xiàn)構(gòu)成了現(xiàn)代電機、發(fā)電機，當然還有用于位置和速度測量的感應(yīng)傳感器的基礎(chǔ)。
感應(yīng)式位置和速度傳感器包括簡單的接近開關(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)和線性可變差動變壓器(RVDTs&LVDTs)，以及新一代感應(yīng)編碼器（有時稱為編碼器）。
一、電感式傳感器的類型：
在簡單的接近（或接近）傳感器中，電源導致交流電流在線圈（有時稱為回路、線軸或繞組）中流動。當諸如鋼盤之類的導電或?qū)Т拍繕私咏€圈時，這會改變線圈的阻抗。當超過閾值時，這將作為目標接近的信號。接近傳感器通常用于檢測金屬目標的存在或不存在，并且輸出通常模擬開關(guān)。這種類型的感應(yīng)傳感器通常用于傳統(tǒng)開關(guān)可能存在問題的地方尤其是存在大量污垢或水的地方。下次洗車或登機時看一眼起落架時，您會看到很多感應(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)生與導電或?qū)Т拍繕耍ㄍǔＪ卿摪簦┫鄬τ诰€圈的位移成比例的電信號。與接近傳感器一樣，當線圈通電時，線圈的阻抗會根據(jù)目標的位移而變化。這種傳感器通常用于測量氣動或液壓柱塞中活塞的位移?；钊梢圆贾贸稍竭^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，它們在線圈彼此相對移動時測量線圈之間的感應(yīng)耦合。同步器通常是旋轉(zhuǎn)的，需要與傳感器的運動和靜止部分（通常稱為轉(zhuǎn)子和定子）進行電氣連接。它們可以提供極高的精度，用于工業(yè)計量、雷達天線和望遠鏡。眾所周知，同步器價格昂貴，而且越來越少見，大部分已被（無刷）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)變壓器通過線圈（通常稱為初級和次級繞組）之間的電感耦合變化來測量位置。傳感器的初級繞組將能量耦合到次級繞組中，但耦合到每個次級繞組中的能量比率與導磁目標的相對位移成比例變化。在LVDT中，這通常是一根穿過繞組孔的金屬棒。在RVDT或旋轉(zhuǎn)變壓器中，它通常是一個成形的轉(zhuǎn)子或極片，它相對于圍繞轉(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)動機和燃油系統(tǒng)控制中的液壓伺服系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變壓器的典型應(yīng)用包括無刷電動機換向。
感應(yīng)式位置傳感器的一個顯著優(yōu)勢是相關(guān)的信號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，否則可能會排除其他技術(shù)例如磁傳感器或光學編碼器因為它們需要相對精密的硅基電子設(shè)備位于傳感點。
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。這種良好聲譽的原因與基本物理和操作原理有關(guān)，它們通常獨立于：
移動電觸點
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)點和缺點：
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固。鑒于其良好的聲譽，一個明顯的問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壯既是優(yōu)勢也是劣勢。電感式傳感器往往準確、可靠和堅固，但也很大、笨重和笨重。對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。除了簡單的接近傳感器外，更復雜的電感式傳感器對于更主流的應(yīng)用來說過于昂貴。
電感式傳感器相對稀缺的另一個原因是，設(shè)計人員可能很難指定它們。這是因為每個傳感器通常需要單獨指定和購買相關(guān)的交流產(chǎn)生和信號處理電路。反過來，這需要大量的模擬電子技術(shù)和知識。因為年輕的工程師傾向于專注于數(shù)字電子產(chǎn)品，他們會更喜歡替代和更數(shù)字化的方法。
