2. Một số loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách khác
2.2.1. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của cảm biến tự cảm
Cấu trúc đơn giản của một cảm biến tự cảm dùng để đo khoảng cách, đo góc gồm một cuộn dây và một lõi sắt dịch chuyển.
Nguyên lý hoạt động
Đại lượng vào làm thay đổi độ tự cảm và tổng trở của cảm biến cũng thay đổi theọ
Đường sức đi qua 3 vùng, trong sắt (lFe, AFe), trong khơng khíbên trong cuộn dây (l,A) và trong vùng bên ngồi cuộn dây (Sa, la).
L N2
R
m
Trong đó:
N: số vòng dây của cuộn dâỵ
dâỵ
Rm: điện trở từ của cuộn
Hình 2.38: Điện trở từ của cuộn dây
với lõi sắt: R lFe l la m 0 r A Fe 0 A 0 Aa Trong đó:
+ r của sắt rất lớn (khoảng 103 đến 104) cho nên coi sự thay đổi của phần điện trở từ trong sắt khi lõi sắt di chuyển coi như khơng đáng kể.
+ Diện tích Aa trong khơng khí bên ngồi cuộn dây rất lớn hoặc có thể bọc cuộn dây bằng vỏ sắt mềm và hầu như tất cả các đường sức đều chạy vào đây với điện trở từ coi như rất nhỏ.
Do đó đặt R0 lFe la và bỏ qua R0 0 r A Fe 0 A a R m l 0 A L N 2 N 2 0 A k Rm l l
Như thế độ tự cảm càng lớn khi lõi sắt càng nằm sâu bên trong cuộn dâỵ
Khi lõi sắt được dịch chuyển từ vị trí l0 ra bên ngồi cuộn dây 1 đoạn l độ tự cảm giảm đi từ L1= k thành L2= k
l l l
Vậy L phi tuyến theo l, để tính cả ảnh hường sự thay đổi của từ trở qua lõi sắt, và giảm bớt mức độ phi tuyến người ta dùng cấu trúc cảm biến lõi chìm vi saị