《變磁阻式傳感器》ppt課件-全文預(yù)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(yīng)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(guān)系， C形彈簧管產(chǎn)生變形， 流過線圈的電流也發(fā)生相應(yīng)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(dǎo)率溫度系數(shù)、繞組絕緣材料的介質(zhì)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(yīng)電動勢的幅值和相位不同，調(diào)整磁芯位置時，也不能達(dá)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(jī)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(dāng)銜鐵位于中間位置時，電橋輸出理論上應(yīng)為零，但實(shí)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(fù)代表了銜鐵位移的方向。 在 B—C—F—A 支路中， C點(diǎn)電位由于 Z2減小而比平衡時降低；在 B—D—E—A 支路中， D點(diǎn)電位則因 Z1增大而比平衡時增高 。 在 A—E—C—B 支路中， C點(diǎn)電位由于 Z1增大而降低； 在 A—F—D—B 支路中， D點(diǎn)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(dǎo)桿 (銜鐵 )當(dāng)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(yīng)變化。于是，ｕ 0＝ｕ 1ｕ 2。圖 設(shè)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(yuǎn)小于電感線圈的阻抗，?？珊雎裕谑禽敵鲎杩故?(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(shí)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(gòu)成變面積式自感傳感器。μ—— 鐵心和銜鐵的相對磁導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(dǎo) 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(shè)計傳感器時應(yīng)盡可能減少 鐵損 。 Rh? 鐵磁物質(zhì)在交變磁化時，磁分子來回翻轉(zhuǎn)而要克服阻力，類似摩擦生熱的能量損耗。μ—— 真空磁導(dǎo)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(dǎo)率為 μｅ，磁通截面積為 S，磁路長度為ｌ，于是式 (31)當(dāng)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(zhuǎn)電量本章目錄本章目錄點(diǎn)擊進(jìn)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(dǎo)磁體總磁阻。(32)(33)第 3章 變磁阻式傳感器引入等效磁導(dǎo)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(yīng)?。桓唠娮杪视欣趽p耗的下降，而高磁導(dǎo)率卻會使渦流損耗增加。這時 Re′和 L′的串聯(lián)阻抗應(yīng)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(guān)比值 Re/ωL應(yīng)盡量小，以使 Re′ωL′，從而減小了附加電阻 變化的影響。 實(shí)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(yīng)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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