《電感式傳感器》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 輸出電壓也隨 x而變化 。 此時(shí)電纜分布電容并聯(lián)在大電容 C C3上 ， 因而對(duì)振蕩頻率 f的影響將大大減小 。 可見： 因渦流效應(yīng) ， 線圈的品質(zhì)因素 Q下降 。 通過與傳感器配用的測(cè)量電路測(cè)出阻抗 Z的變化量 ， 即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該參數(shù)的測(cè)量 。 根據(jù)愣次定律 ， H2的作用將反抗原磁場(chǎng) H1， 由于磁場(chǎng) H2的作用 ， 渦流要消耗一部分能量 ， 導(dǎo)致傳感器線圈的等效阻抗發(fā)生變化 。 測(cè)量時(shí) ， 將懸臂梁底座及差動(dòng)變壓器的線圈骨架固定 ， 而將銜鐵的 A端與被測(cè)振動(dòng)體相連 ， 此時(shí)傳感器作為加速度測(cè)量中的慣性元件 ， 它的位移與被測(cè)加速度成正比 ， 使加速度測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰频臏y(cè)量 。 （ b） 差動(dòng)變壓器激磁電壓波形 。 輸出電壓 uo表達(dá)式與式 （ 438） 相同 。 RL為負(fù)載電阻 。 . . . . . . . . . . (2) 相敏檢波電路 輸入信號(hào) u2(差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的調(diào)幅波電壓 )通過變壓器 T1加到環(huán)形電橋的一個(gè)對(duì)角線上 。 為了達(dá)到能辨別移動(dòng)方向和消除零點(diǎn)殘余電壓的目的 ，實(shí)際測(cè)量時(shí) ， 常常采用差動(dòng)整流電路和相敏檢波電路 。 輸出電壓的 有效值 為 212121)()(LrUMMUo ????? (434) 分析 …… ① 活動(dòng)銜鐵處于 中間位置 時(shí) M1=M2=M 故 Uo=0 ② 活動(dòng)銜鐵 向上移動(dòng) M1 =M+ΔM， M2 =MΔM 故 22112()oMUUrL?????與 E2a同極性。 2. 差動(dòng)變壓器等效電路如圖 416所示。 零點(diǎn)殘余電壓的波形十分復(fù)雜 ， 主要由 基波和高次諧波 組成 。 反之 ，E2b增加 ， E2a減小 。 如果工藝上保證變壓器結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱 ,則當(dāng)活動(dòng)銜鐵處于初始平衡位置時(shí) , 必然會(huì)使兩互感系數(shù) M1=M2。 ④ 以上結(jié)果是在假定工藝上嚴(yán)格對(duì)稱的前提下得到的 ， 而實(shí)際上很難做到這一點(diǎn) ， 因此傳感器實(shí)際輸出特性存在零點(diǎn)殘余電壓 ΔUo。（ W2/W1影響變壓器的體積及零點(diǎn)殘余電壓 。 ） ；而當(dāng)銜鐵向下移動(dòng)時(shí) ， Δδ/δ0則為 |Δδ/δ0|， 表明 Uo與 Ui同相 。 圖中 r1a與 L1a , r1b與L1b , r2a與 L2a , r2b與 L2b， 分別為 W1a , W1b , W2a, W2b繞阻的直流電阻與電感 。 當(dāng) 沒有位移 時(shí) ， 銜鐵 C處于初始平衡位置 ， 它與兩個(gè)鐵芯的間隙有 δa0=δb0=δ0， 則繞組 W1a和 W2a間的互感 Ma與繞組 W1b和 W2b的互感 Mb相等 ， 致使兩個(gè)次級(jí)繞組的互感電勢(shì)相等 ， 即 e2a=e2b。 差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)形式：變隙式 、 變面積式和螺線管式等 。 電感的這種變化通過電橋電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出 。 圖 410為變隙式差動(dòng)電感壓力傳感器 。 通常把傳感器電感 L和電容 C接入一個(gè)振蕩回路中 ， 其振蕩頻率 。 U? 4. 分為： 諧振式調(diào)幅電路 和 諧振式調(diào)頻電路 。 3. 變壓器式交流電橋測(cè)量電路如圖 46所示 ， 電橋兩臂 ZZ2為傳感器線圈阻抗 ， 另外兩橋臂為交流變壓器次級(jí)線圈的 1/2阻抗 。 設(shè) Z1=Z+ΔZ1, Z2=Z－ ΔZ2， Z是銜鐵在中間位置時(shí)單個(gè)線圈的復(fù)阻抗 ， ΔZ1, ΔZ2分別是銜鐵偏離中心位置時(shí)兩線圈阻抗的變化量 。 圖 43 差動(dòng)變隙式電感傳感器 sU??L1L2RoRooU?1 22131— 鐵芯；2— 線圈；3— 銜鐵 為了減小非線性誤差，實(shí)際測(cè)量中廣泛采用 差動(dòng)變隙式 電感傳感器。 目前使用最廣泛的是 變氣隙厚度式 電感傳感器 。 圖 4 – 1 變磁阻式傳感器 S1l1L1W23l2177。第 4章 電感式傳感器 變磁阻式傳感器 差動(dòng)變壓器式傳感器 電渦流式傳感器 ? 電感式傳感器的工作基礎(chǔ)： 電磁感應(yīng) ? 即利用線圈電感或互感的改變來實(shí)現(xiàn)非電量測(cè)量 被 測(cè) 物 理 量（ 非 電 量 ： 位 移 、振 動(dòng) 、 壓 力 、流 量 、 比 重 ）線 圈 自 感 系 數(shù) L /互 感 系 數(shù) M電 感 / 互 感電 壓 或 電 流（ 電 信 號(hào) ）電 磁 感 應(yīng)? 分為變磁阻式、變壓器式、渦流式等 ? 特點(diǎn)： ?工作可靠、壽命長(zhǎng) ?靈敏度高，分辨力高 ?精度高、線性好 ?性能穩(wěn)定、重復(fù)性好 變磁阻式傳感器 工作原理 變磁阻式傳感器由 線圈 、 鐵芯和銜鐵 三部分組成 。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí) ， 氣隙厚度 δ發(fā)生改變 ， 引起磁路中 磁阻變化 ，從而導(dǎo)致電感 線圈的電感值變化 ， 因此只要能測(cè)出這種電感量的變化 ， 就能確定銜鐵位移量的大小和方向 。 若忽略磁路磁損， 則 磁路總磁阻 為 00222111 2SSlSlRm ???? ???（ 43） 通常 氣隙磁阻遠(yuǎn)大于鐵芯和銜鐵的磁阻 ， 即 ???????????222001110022SlSSlS??????（ 44） 則式（ 43）可寫為 002SR m ??? （ 45） 聯(lián)立式（ 41）、 式（ 42）及式（ 45）， 可得 ??20022 SWRWLm??（ 46） 上式表明：當(dāng)線圈匝數(shù)為常數(shù)時(shí) ， 電感 L僅僅是磁路中磁阻 Rm的函數(shù) ， 改變 δ或 S0均可導(dǎo)致電感變化 ， 因此變磁阻式傳感器又可分為 變氣隙厚度 δ的傳感器和 變氣隙面積 S0的傳感器 。 （ 415） 與 ? 銜鐵上移 ?切線斜率變大 ??0K2000 0 01 1LLK ??? ? ? ????? ? ? ?????? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???2000 0 01 1LLK ??? ? ? ????? ? ? ?????? ? ?? ? ? ??? ? ? ???－－??L??＋ ? ???－ ? ??oL0L0＋ ? LL0－ ? L? 銜鐵下移 ?切線斜率變小 與線性度 ? 銜鐵上移： ??230 0 0LL????? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?非線性部分230 0 0LL????? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?非線性部分－－? 銜鐵下移： ? 無論上移或下移，非線性都將增大。 圖 44 電感式傳感器的等效電路 RCLZ等效線圈阻抗為 CjLjRCjLjRZ???????????? ???)((416) 將上式有理化并應(yīng)用品質(zhì)因數(shù) Q=ωL/R，可得 22222222222)1(1)1( ???????????????????????????
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