《變磁阻式傳感器》ppt課件-全文預覽
【正文】 變磁阻式傳感器(232)(330)(331)式中 根據(jù)變壓器原理，傳感器開路輸出電壓為兩次級線圈感應電勢之差：(329)第 3章 變磁阻式傳感器銜鐵在中間位置時 若兩次級線圈參數(shù)與磁路尺寸相等，則 M1＝ M2＝ M， U0＝ 0。在忽略線圈寄生電容與鐵心損耗的情況下，差動變壓器的 等效電路 如圖 315所示。 傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，與自感式傳感器統(tǒng)稱為電感式傳感器。變隙式差動電感壓力傳感器 由于輸出電壓與被測壓力之間成比例關系， C形彈簧管產(chǎn)生變形， 流過線圈的電流也發(fā)生相應的變化，電流表A的指示值就反映了被測壓力的大小。環(huán)境溫度對自感傳感器的影響主要通過：(1)材料的線膨脹系數(shù)引起零件尺寸的變化；(2)材料的電阻率溫度系數(shù)引起線圈銅阻的變化；(3)磁性材料磁導率溫度系數(shù)、繞組絕緣材料的介質溫度系數(shù)和線圈幾何尺寸變化引起線圈電感量及寄生電容的改變等造成。(3)加并聯(lián)電容消除基波正交分量或高次諧波分量。（ 3）勵磁電壓波形中含有高次諧波。）由于鐵芯的 BH特性的非線性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消。）由于兩個二次測量線圈的 等效參數(shù)不對稱 ，使其輸出的基波感應電動勢的幅值和相位不同，調(diào)整磁芯位置時，也不能達到幅值和相位同時相同。若傳感器輸出作為伺服系統(tǒng)的控制信號，零位電壓還會使伺服電機發(fā)熱，甚至產(chǎn)生零位誤動作。第 3章 變磁阻式傳感器差動自感式傳感器 當銜鐵位于中間位置時，電橋輸出理論上應為零，但實際上總存在零位不平衡電壓輸出 (零位電壓 )，造成零位誤差，如圖 (a)所示。216。第 3章 變磁阻式傳感器圖 216。216。于是，輸出信號的正負代表了銜鐵位移的方向。 在 B—C—F—A 支路中， C點電位由于 Z2減小而比平衡時降低；在 B—D—E—A 支路中， D點電位則因 Z1增大而比平衡時增高 。 在 A—E—C—B 支路中， C點電位由于 Z1增大而降低； 在 A—F—D—B 支路中， D點電位由于 Z2減小而增高。 ?圖 ?第 3章 變磁阻式傳感器 1— 諧振電容；2— 調(diào)頻振蕩器；3— 電感線圈；4— 磁性套筒；5— 導桿 (銜鐵 )當傳感器線圈電感 L發(fā)生變化時，調(diào)頻振蕩器的輸出頻率相應變化。于是，ｕ 0＝ｕ 1ｕ 2。圖 設圖 (b)中曲線 1為圖 (a)回路的諧振曲線。由于變壓器次級的阻抗通常遠小于電感線圈的阻抗，常可忽略，于是輸出阻抗式 (322)變?yōu)樽儔浩麟姌?圖 (b)(325)216。 包含著與電源同相和正交的兩個分量；實際使用時，希望只存在同相分量。圖中 Z Z2為傳感器兩線圈阻抗， 1差動線圈 2鐵心 3銜鐵 4測桿 5工件 第 3章 變磁阻式傳感器(ａ )一般形式； (ｂ )變壓 器 電橋二 .測量電路圖 對式 (318)微分得靈敏度為為一常數(shù)。若圖 δ保持不變，令磁通截面積隨被測非電量而變 (銜鐵水平方向移動 )，即構成變面積式自感傳感器。μ—— 鐵心和銜鐵的相對磁導率，通常 μr1。第 3章 變磁阻式傳感器第二 節(jié) 自感式 傳 感器一 .工作原理與輸出特性帶氣隙的鐵心線圈按磁路幾何參數(shù)變化形式的不同按磁路的結構型式按組成方式分變氣隙式變面積式螺管式單一式差動式Π型E型罐型第 3章 變磁阻式傳感器(311)式中 ｌ 1,ｌ 2—— 鐵 心和 銜鐵 的磁路 長 度 (ｍ )； S1， S2—— 鐵 心和 銜鐵 的截面 積 (ｍ 2)； ? μ1 、 μ2—— 鐵 心和 銜鐵 的磁 導 率 (H/ｍ )； ? S、ｌ δ —— 氣隙磁通截面 積 (ｍ 2)和氣隙 總長 (ｍ )?？偟膿p耗電阻第 3章 變磁阻式傳感器216?？梢?，在設計傳感器時應盡可能減少 鐵損 。 Rh? 鐵磁物質在交變磁化時，磁分子來回翻轉而要克服阻力，類似摩擦生熱的能量損耗。μ—— 真空磁導率， μ＝ 4π107(H/ｍ ))。? 將線圈等效成一封閉鐵心線圈，其磁路等效磁導率為 μｅ，磁通截面積為 S，磁路長度為ｌ，于是式 (31)當線圈磁路具有小氣隙時式中 L? 由磁路基本知識可知，匝數(shù)為 W的線圈電感為216。Rh磁滯 損 耗 電 阻；C線 圈的寄生 電 容簡單的自感式傳感器圖 變氣隙式自感傳感器上、下移動 鐵心氣隙、磁路磁阻變化線圈電感量測量電路轉電量本章目錄本章目錄點擊進入第 3章 變磁阻式傳感器簡單的自感式傳感器組成圖 Re鐵 心 渦 流 損 耗 電 阻 。 Rm—— 磁路 總 磁阻。RF—— 導磁體總磁阻。(32)(33)第 3章 變磁阻式傳感器引入等效磁導率概念根據(jù)經(jīng)典的渦流損耗計算公式知，為降低渦流損耗，疊片式鐵心的片厚應??；高電阻率有利于損耗的下降，而高磁導率卻會使渦流損耗增加。這時 Re′和 L′的串聯(lián)阻抗應該與 Re和 L的并聯(lián)阻抗相等先不考慮寄生電容 C(35)(36)Re′與 L有關比值 Re/ωL應盡量小，以使 Re′ωL′，從而減小了附加電阻 變化的影響。 實際使用中因大多數(shù)變磁阻式傳感器工作在較低的激勵頻率下 (ｆ ≤ 10ｋ Hｚ )，上述影響?？珊雎?，但對于工作在較高激勵頻率下的傳感器 (如反射式渦流傳感器 )，上述影響必需引起充分重視。(315)代入式 (34)同時，由式 (311)所以(316)式中為一常數(shù)式中 得靈敏度為對 式 (316)微分第 3章 變磁阻式傳感器(318)式中(319)忽略氣隙磁通邊緣效應的條件下，輸出特性呈線性ｌ δ值的選取與變氣隙式相同。組成原理第 3章 變磁阻式傳感器 動 式自感 傳 感器 ? 差動式自感傳感器的輸出特性曲線 2為 L
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