能将一种形式的能量转换成另一种形式的装置称为换能器。这意味着传感器可以将一种形式的信号转换为另一种形式。这些传感器主要用于自动化、测量和控制系统，因为电信号需要转换为物理量，如力、扭矩、运动等。电机、太阳能电池、白炽灯泡、麦克风等都是传感器的示例。

　　传感器可以是电气的或机械的。电传感器可以将物理能转换成电能。机械传感器可以将电能转换为机械能。本文介绍了一种电感式传感器，它是一种电传感器。

　　什么是电感式传感器？

　　定义：根据电磁感应原理或能量交换机制工作的传感器称为感应传感器。改变自感或互感以测量所需的物理量，如位移（旋转或线性）、力、压力、速度、扭矩、加速度等。这些物理量称为已测量。线性可变差动传感器（LVDT）是电感式传感器的一个例子。使用LVDT，通过在一个方向上移动磁芯和绕组中感应的电压来测量位移。

　　电感式传感器的类型

　　电感式传感器可以是无源的，也可以是自发的。转速表是自生电感式传感器的一个例子。LVDT是无源电感式传感器的一个示例。有两种类型的电感式传感器。

　　简单电感型

　　在这种类型的传感器中，单个线圈用于测量所需的参数。位移的变化会改变电路中产生的磁通量的磁导率，导致线圈电感和输出的变化。输出可根据被测对象进行校准。简单的感应电路如下图所示。单电感类型分为两种类型。

　　单线圈感应式

　　当电路的电枢移动时，磁性材料之间的气隙和电路中产生的磁通量的磁导率发生变化。这将导致电路中的电感发生变化。此类型主要用于计算对象的数量。单线圈感应电路如下所示。

　　线圈感应电路

　　磁芯可在空心材料内移动，空心材料上绕有线圈。输出与输入成比例，可根据测量值进行校准。气隙决定了线圈磁场和磁链的变化。

　　互感传感器（两个线圈）

　　在这种类型中，两个线圈用于互感。一个用于产生激励，另一个用于输出。两个线圈之间的电压差取决于电枢的运动。当电枢位置通过连接到可移动的机械元件而改变时，电感改变。电枢和磁性材料之间的气隙以及线圈中感应的电压取决于电枢位置的变化。这种类型也称为差动互感传感器。

　　电感式传感器的工作原理

　　一般电感式传感器的工作原理是一个线圈的自感发生变化，两个线圈的互感发生变化，从而产生涡流。由于线圈（次级或初级线圈）中磁通量的变化，电压差和电感发生变化。下面介绍电感式传感器的工作原理。

　　自感变化

　　考虑线圈的自感为：

　　L=N 2/R

　　线圈磁阻的表达式为：

　　R=l/µA

　　L=N 2µA/l

　　L=N 2µG

　　其中“N”代表圈数

　　'R'代表磁路的磁阻

　　“μ”代表线圈的磁导率（线圈内部和周围的介质）

　　G=A/l=几何形状因子

　　'A'代表线圈的横截面积

　　'l'代表线圈的长度

　　从上面的等式中，我们可以观察到，通过改变线圈的匝数、几何形状因子或磁导率，可以改变或改变自感。通过改变上述任何参数（匝数、形状因数、磁导率），可以直接根据电感测量位移。我们还可以根据被测量校准仪器。

　　互感变化

　　电感式换能器也是基于多个线圈互感的原理。我们考虑两个线圈，它们具有自感L1和L2线圈的互感由下式给出，

　　M=K√L1L2

　　其中“K”代表耦合系数。因此，可以通过改变单个线圈的自感或改变耦合系数来改变互感。系数K取决于线圈的距离和方向。为了测量位移，一个线圈固定，另一个线圈连接到可移动物体。当物体移动时，系数K会发生变化，导致线圈中的互感发生变化。这种变化可以根据仪器的位移进行校准。

　　涡流生产

　　通过改变放置在线圈附近的导电板，可以改变感应换能器中涡流的产生。当导电板靠近载有交流电的线圈时，板内会感应出涡流，其自身的磁场作用于线圈。承载循环电流的导电板称为涡流。

　　当导电板靠近线圈时，其自身的磁通量会产生涡流，从而降低线圈的磁通量和电感。随着线圈与导电板之间的距离减小，产生更高的涡流，线圈的电感减小得更多，反之亦然。因此，可以通过移动导电板来测量电感的变化。可以校准这种变化以测量仪器中称为位移的物理量。

　　电感式传感器的优缺点

　　电感式换能器的优点包括以下几点。

　　·电感式传感器可在任何环境条件下工作，如潮湿和高温。这些还可以在工业环境中提供高性能。

　　·精度高，工作范围稳定，使用寿命长

　　·这些可以在工业应用中以高开关率运行。

　　·这些类型的传感器可用于操作中的广泛应用

　　电感式换能器的缺点包括以下几点。

　　·电感式换能器的工作和工作范围取决于结构和温度条件

　　·取决于线圈的磁场。

　　电感式传感器的应用