【正文】 ? ? ? ?sr1112 ( j )UIRL???? ?sr2o 111 1 12j2 ( j )W UULW R L?????? ????上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 當(dāng) W》 R 時(shí)， ? 上式表明輸出電壓與銜鐵位移量成正比。三節(jié)式的零點(diǎn)電位較小，二節(jié)式比三節(jié)式靈敏度高、線性范圍大，四節(jié)式和五節(jié)式都是為改善傳感器線性度采用的方法。 ? 對(duì)于差動(dòng)變壓器，當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，兩個(gè)二次繞組互感相同，因而由一次側(cè)激勵(lì)引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同。 ? 同樣道理，當(dāng)銜鐵向二次繞組 L22一邊移動(dòng)差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)仍不為零，但由于移動(dòng)方向改變，所以輸出電動(dòng)勢(shì)反相。其中 E2的實(shí)線表示理想的輸出特性，而虛線部分表示實(shí)際的輸出特性。 ? (2) 零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因 ? 產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因主要有以下幾種： ? 差動(dòng)的兩個(gè)線圈的電氣參數(shù)及導(dǎo)磁體的幾何尺寸不可能完全對(duì)稱； 上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 線圈的分布電容不對(duì)稱； ? 電源電壓中含有高次諧波； ? 傳感器工作在磁化曲線的非線性段。 ? 選用合適的測(cè)量電路。在差動(dòng)變壓器二次側(cè)串、并聯(lián)適當(dāng)數(shù)值的電阻電容元件，當(dāng)調(diào)整這些元件時(shí)，可使零點(diǎn)殘余電壓減小。 圖 413(c)、 (d)用在連結(jié)高阻抗負(fù)載的場(chǎng)合，是電壓輸出型差動(dòng)整流電路。另外，還要求比較電壓的幅值盡可能大，一般情況下，其幅值應(yīng)為信號(hào)電壓的 3～ 5倍。用于測(cè)定振動(dòng)物體的頻率和振幅時(shí)其激磁頻率必須是振動(dòng)頻率的 10倍以上，這樣可以得到精確的測(cè)量結(jié)果。當(dāng)被測(cè)壓力由接頭 1傳入膜盒 2時(shí)，其自由端產(chǎn)生一正比于被測(cè)壓力的位移，并且?guī)?dòng)銜鐵 6在差動(dòng)變壓器線圈 5中移動(dòng)，從而使差動(dòng)變壓器輸出電壓。其結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、頻響范圍寬、不受油污等介質(zhì)的影響，并能進(jìn)行非接觸測(cè)量，適用范圍廣。若被測(cè)導(dǎo)體置于該磁場(chǎng)范圍內(nèi)，導(dǎo)體內(nèi)便產(chǎn)生電渦流，也將產(chǎn)生一個(gè)新磁場(chǎng)H2， H2與 H1方向相反，力圖削弱原磁場(chǎng) H1，從而導(dǎo)致線圈的電感、阻抗和品質(zhì)因數(shù)發(fā)生變化。這樣，線圈與被測(cè)導(dǎo)體便等效為相互耦合的兩個(gè)線圈，如 圖 418所示。 ? 根據(jù)基爾霍夫電壓定律，可列出電壓平衡方程組： ? 解之得 1 1 1 1 2 11 2 2 2 2jjj j 0R I L I M I UM I R I L I????? ? ? ???? ? ? ???11 2 2 2 222112 2 2 22 2 2 2j( ) ( )UIMMR R L LR L R L?? ??????? ? ????? ??上一頁 下一頁 返回 電渦流式傳感器 ? 由此可求得線圈受金屬導(dǎo)體渦流影響后的等效阻抗為 ? (410) ? 線圈的等效電感為 ? ? (411) ? 由式 (410)可見，由于渦流的影響，線圈阻抗的實(shí)數(shù)部分增大，虛數(shù)部分減小，因此線圈的品質(zhì)因數(shù) Q下降。當(dāng)金屬導(dǎo)體是磁性材料時(shí)，影響 Q值的還有磁滯損耗與磁性材料對(duì)等效電感的作用。e增大而使式 (411)中的 L1變大。 ? 測(cè)量電路 ? 根據(jù)電渦流式傳感器的工作原理，其測(cè)量電路有三種：諧振電路、電橋電路與 Q值測(cè)量電路，這里主要介紹諧振電路。在無被測(cè)導(dǎo)體時(shí)， LC并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在與晶體振蕩器頻率一致的諧振狀態(tài)，這時(shí)回路阻抗最大，回路壓降最大 (圖 420中的 U0)。 ? LC回路諧振頻率的偏移如圖 420所示。因?yàn)檎袷庮l率若變化 1%，一般將引起輸出電壓10%的漂移。圖中源極輸出器是為減小振蕩器的負(fù)載而加。變頻調(diào)幅電路的諧振曲線如 圖 421所示。所不同的是，振蕩器輸出電壓不是各諧振曲線與 f0的交點(diǎn)， 而是各諧振曲線峰點(diǎn)的連線。 ? ? 調(diào)頻電路與變頻調(diào)幅電路一樣，將傳感器線圈接入電容三點(diǎn)式振蕩回路，所不同的是，它以振蕩頻率的變化作為輸出信號(hào)。 ? 提高諧振回路元件本身的穩(wěn)定性也是提高頻率穩(wěn)定度的一個(gè)措施。目前電渦流位移傳感器的分辨力最高已做到 (量程 0～ 15181。通過浮子與杠桿帶動(dòng)渦流板上下位移，由電渦流式傳感器發(fā)出信號(hào)控制電動(dòng)泵的開啟而使液位保持一定。為克服金屬板移動(dòng)過程中上下波動(dòng)及帶材不夠平整的影響，常在板材上下兩側(cè)對(duì)稱放置兩個(gè)特性相同的傳感器 L1與 L2距離為 D。測(cè)量不同厚度的板材時(shí)，可通過調(diào)節(jié)距離 D來改變板厚設(shè)定值，并使偏差指示為零。 ? 電渦流傳感器測(cè)位移，由于測(cè)量范圍寬、反應(yīng)速度快，可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，常用于在線檢測(cè)。 ? 圖 424所示為一種測(cè)量液體或氣體介質(zhì)溫度的電渦流式傳感器。 ? ?1 0 1 01 ( )tt? ? ?? ? ?上一頁 返回 圖 41 變隙式傳感器及其輸出特性 返回 圖 42 變面積式電感傳感器 返回 圖 43 變面積型式電感傳感器特性曲線 返回 圖 44 螺管式電感傳感器 返回 圖 45 差動(dòng)式電感傳感器 (a) 變間隙式； (b) 變面積式； (c) 螺管式 返回 圖 46 交流電橋的幾種形式 (a) 電阻平衡臂電橋； (b)變壓器式電橋； (c) 緊耦合電感臂電橋 返回 圖 47 帶相敏整流的交流電橋 返回 圖 48 變隙式差動(dòng)變壓器 返回 圖 49 差動(dòng)變壓器線圈各種排列形式 1— 初級(jí)線圈； 2— 次級(jí)線圈； 3— 銜鐵 返回 圖 410 差動(dòng)變壓器的等效電路 返回 圖 411 差動(dòng)變壓器輸出特性曲線 返回 圖 412 減小零點(diǎn)殘余電壓電路 返回 圖 413 差動(dòng)整流電路 返回 圖 414 差動(dòng)相敏檢波電路 返回 圖 415 差動(dòng)變壓器式加速度傳感器 (a)結(jié)構(gòu)示意 (1— 彈性支承； 2— 差動(dòng)變壓器 ) (b)測(cè)量電路方框圖 返回 圖 416 微壓力變送器 (a) 結(jié)構(gòu)圖 (b) 測(cè)量電路方框圖 1— 接頭； 2— 膜盒； 3— 底座； 4— 線路板； 5— 差動(dòng)變壓器； 6— 銜鐵； 7— 罩殼 返回 圖 417 電渦流式傳感器的基本原理 返回 圖 418 等效電路 返回 圖 419 定頻調(diào)幅電路框圖 返回 圖 420 定頻調(diào)幅諧振曲線 返回 圖 421 變頻調(diào)幅諧振曲線 返回 圖 422 液位監(jiān)控系統(tǒng) 1— 渦流板； 2— 電渦流式傳感器； 3— 浮子 返回 圖 423 測(cè)金屬板厚度示意圖 返回 圖 424 測(cè)溫用渦流式傳感器 1— 補(bǔ)償線圈； 2— 管架； 2— 測(cè)量線圈； 4— 隔熱襯墊； 5— 溫度敏感元件 返回 。目前已制成熱慣性時(shí)間常數(shù)僅1ms的電渦流溫度計(jì)。 ? 若保持電渦流式傳感器的機(jī)、電、磁各參數(shù)不變，使傳感器的輸出只隨被測(cè)導(dǎo)體電阻率而變，就可測(cè)得溫度的變化。 上一頁 下一頁 返回 電渦流式傳感器 ? 除上述非接觸式測(cè)板厚外，