巧制一种电感式微小位移传感器

陈江萍

摘 要：利用报废的交流接触器巧制一种电感式位移传感器，不仅可以弥补中学物理实验仪器的缺乏，而且可以激励学生学习的动机，培养学生的动手实践能力和创新思维能力，提升生命活力，使物理课堂教学更有效。

关键词：微小位移传感器；交流接触器；实验仪器

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0055-2

人教版选修3-2第六章《传感器》第一节的“问题与练习1”中介绍了电感式微小位移传感器，并让学生说明其工作原理。实际教学中发现学生对电感式微小位移传感器没有直观体验，不少学生无法说出其工作原理，教师也没有可演示的教具，只能照本宣科，收不到理想的教学效果。

制作电感式微小位移传感器原理比较简单，但制作时还有需要探索的地方。首先移动的铁芯用怎样的方式进行处理，绕在铁芯上的线圈绕多少匝，漆包线要多粗等。笔者灵感一现，用报废的交流接触器改造来做此实验可行。交流接触器内部的底部是一个固定铁芯，上部是可移动的铁芯和动、静触头，固定铁芯中间套有励磁线圈，基本符合做电感式微小位移传感器框架要求。笔者经过考虑决定利用报废的10A交流接触器来改造。

1 改制方法

⑴拆开交流接触器，去除内部弹簧，动触头上的弹簧就可使两个铁芯之间有一定的距离。

⑵拆除原励磁线圈中的漆包线，利用其骨架重新绕一线圈。其匝数越多，自感系数越大；但匝数越多，漆包线的线径就越细，线圈的直流电阻就越大，影响实验效果。综合考虑决定用直径0.4mm的漆包线绕600匝。2 工作原理

在两个铁芯之间有气隙，当距离减小时，气隙厚度减小，引起磁路中总磁阻变小，从而使电感线圈的电感量变大，感抗变大，回路中电流变小，灯泡变暗；当距离增大时，气隙厚度变大，引起磁路中总磁阻变大，从而使电感线圈的电感量变小，感抗变小，回路中电流变大，灯泡变亮。

3 实验方法

在接线柱1、2上接上交流电流表（250mA档），插上交流电源，此时小灯泡点亮，交流电流表示数约为125mA，此时两个铁芯间的距离是2.4mm。当用大拇指在交流接触器顶部缓慢按压可移动铁芯时，小灯泡变暗，与之相串联的交流电流表示数变小，当两个铁芯合上时灯泡几乎不亮，此时交流电流表示数约为45mA。当慢慢减小大拇指上的压力，两个铁芯间的距离缓慢加大，灯泡变亮，交流电流表示数也变大，完全松开大拇指，交流电流表示数又约为125mA。如暂时没有交流电流表，也可以短接接线柱1、2通过观察灯泡亮度的变化来进行教学。

4 教学效果

该实验装置演示效果非常明显，加深了学生对电感式微小位移传感器工作原理的理解：当铁芯间距离减小时，感抗增大，回路中电流减小；当铁芯间距离增大时，感抗减小，回路中电流增大，将位移这个力学量转化为电流这个电学量。

参考文献：

[1]人民教育出版社物理室.高中全日制物理选修3-2[M].北京：人民教育出版社，2004.

[2]贺水燕，蔡静.自制电感传感器测量微小位移.[J].实验室研究与探索，2008，（2）：33.

[3]廖正琴，陈智伯，罗中文.新课程标准理念指导下的传感器教学初探[J].物理教学探讨，2003，（5）：42.

（栏目编辑 王柏庐）

摘 要：利用报废的交流接触器巧制一种电感式位移传感器，不仅可以弥补中学物理实验仪器的缺乏，而且可以激励学生学习的动机，培养学生的动手实践能力和创新思维能力，提升生命活力，使物理课堂教学更有效。

关键词：微小位移传感器；交流接触器；实验仪器

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0055-2

人教版选修3-2第六章《传感器》第一节的“问题与练习1”中介绍了电感式微小位移传感器，并让学生说明其工作原理。实际教学中发现学生对电感式微小位移传感器没有直观体验，不少学生无法说出其工作原理，教师也没有可演示的教具，只能照本宣科，收不到理想的教学效果。

制作电感式微小位移传感器原理比较简单，但制作时还有需要探索的地方。首先移动的铁芯用怎样的方式进行处理，绕在铁芯上的线圈绕多少匝，漆包线要多粗等。笔者灵感一现，用报废的交流接触器改造来做此实验可行。交流接触器内部的底部是一个固定铁芯，上部是可移动的铁芯和动、静触头，固定铁芯中间套有励磁线圈，基本符合做电感式微小位移传感器框架要求。笔者经过考虑决定利用报废的10A交流接触器来改造。

1 改制方法

⑴拆开交流接触器，去除内部弹簧，动触头上的弹簧就可使两个铁芯之间有一定的距离。

⑵拆除原励磁线圈中的漆包线，利用其骨架重新绕一线圈。其匝数越多，自感系数越大；但匝数越多，漆包线的线径就越细，线圈的直流电阻就越大，影响实验效果。综合考虑决定用直径0.4mm的漆包线绕600匝。2 工作原理

在两个铁芯之间有气隙，当距离减小时，气隙厚度减小，引起磁路中总磁阻变小，从而使电感线圈的电感量变大，感抗变大，回路中电流变小，灯泡变暗；当距离增大时，气隙厚度变大，引起磁路中总磁阻变大，从而使电感线圈的电感量变小，感抗变小，回路中电流变大，灯泡变亮。

3 实验方法

在接线柱1、2上接上交流电流表（250mA档），插上交流电源，此时小灯泡点亮，交流电流表示数约为125mA，此时两个铁芯间的距离是2.4mm。当用大拇指在交流接触器顶部缓慢按压可移动铁芯时，小灯泡变暗，与之相串联的交流电流表示数变小，当两个铁芯合上时灯泡几乎不亮，此时交流电流表示数约为45mA。当慢慢减小大拇指上的压力，两个铁芯间的距离缓慢加大，灯泡变亮，交流电流表示数也变大，完全松开大拇指，交流电流表示数又约为125mA。如暂时没有交流电流表，也可以短接接线柱1、2通过观察灯泡亮度的变化来进行教学。

4 教学效果

该实验装置演示效果非常明显，加深了学生对电感式微小位移传感器工作原理的理解：当铁芯间距离减小时，感抗增大，回路中电流减小；当铁芯间距离增大时，感抗减小，回路中电流增大，将位移这个力学量转化为电流这个电学量。

参考文献：

[1]人民教育出版社物理室.高中全日制物理选修3-2[M].北京：人民教育出版社，2004.

[2]贺水燕，蔡静.自制电感传感器测量微小位移.[J].实验室研究与探索，2008，（2）：33.

[3]廖正琴，陈智伯，罗中文.新课程标准理念指导下的传感器教学初探[J].物理教学探讨，2003，（5）：42.

（栏目编辑 王柏庐）

摘 要：利用报废的交流接触器巧制一种电感式位移传感器，不仅可以弥补中学物理实验仪器的缺乏，而且可以激励学生学习的动机，培养学生的动手实践能力和创新思维能力，提升生命活力，使物理课堂教学更有效。

关键词：微小位移传感器；交流接触器；实验仪器

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0055-2

人教版选修3-2第六章《传感器》第一节的“问题与练习1”中介绍了电感式微小位移传感器，并让学生说明其工作原理。实际教学中发现学生对电感式微小位移传感器没有直观体验，不少学生无法说出其工作原理，教师也没有可演示的教具，只能照本宣科，收不到理想的教学效果。

制作电感式微小位移传感器原理比较简单，但制作时还有需要探索的地方。首先移动的铁芯用怎样的方式进行处理，绕在铁芯上的线圈绕多少匝，漆包线要多粗等。笔者灵感一现，用报废的交流接触器改造来做此实验可行。交流接触器内部的底部是一个固定铁芯，上部是可移动的铁芯和动、静触头，固定铁芯中间套有励磁线圈，基本符合做电感式微小位移传感器框架要求。笔者经过考虑决定利用报废的10A交流接触器来改造。

1 改制方法

⑴拆开交流接触器，去除内部弹簧，动触头上的弹簧就可使两个铁芯之间有一定的距离。

⑵拆除原励磁线圈中的漆包线，利用其骨架重新绕一线圈。其匝数越多，自感系数越大；但匝数越多，漆包线的线径就越细，线圈的直流电阻就越大，影响实验效果。综合考虑决定用直径0.4mm的漆包线绕600匝。2 工作原理

在两个铁芯之间有气隙，当距离减小时，气隙厚度减小，引起磁路中总磁阻变小，从而使电感线圈的电感量变大，感抗变大，回路中电流变小，灯泡变暗；当距离增大时，气隙厚度变大，引起磁路中总磁阻变大，从而使电感线圈的电感量变小，感抗变小，回路中电流变大，灯泡变亮。

3 实验方法

在接线柱1、2上接上交流电流表（250mA档），插上交流电源，此时小灯泡点亮，交流电流表示数约为125mA，此时两个铁芯间的距离是2.4mm。当用大拇指在交流接触器顶部缓慢按压可移动铁芯时，小灯泡变暗，与之相串联的交流电流表示数变小，当两个铁芯合上时灯泡几乎不亮，此时交流电流表示数约为45mA。当慢慢减小大拇指上的压力，两个铁芯间的距离缓慢加大，灯泡变亮，交流电流表示数也变大，完全松开大拇指，交流电流表示数又约为125mA。如暂时没有交流电流表，也可以短接接线柱1、2通过观察灯泡亮度的变化来进行教学。

4 教学效果

该实验装置演示效果非常明显，加深了学生对电感式微小位移传感器工作原理的理解：当铁芯间距离减小时，感抗增大，回路中电流减小；当铁芯间距离增大时，感抗减小，回路中电流增大，将位移这个力学量转化为电流这个电学量。

参考文献：

[1]人民教育出版社物理室.高中全日制物理选修3-2[M].北京：人民教育出版社，2004.

[2]贺水燕，蔡静.自制电感传感器测量微小位移.[J].实验室研究与探索，2008，（2）：33.

[3]廖正琴，陈智伯，罗中文.新课程标准理念指导下的传感器教学初探[J].物理教学探讨，2003，（5）：42.

（栏目编辑 王柏庐）