【正文】 料經(jīng)過切割、 研磨、 切條、 焊引線、 粘貼等工藝過程制成的。 第 3章 無源型位移傳感器 （ 2） 應(yīng)變片的初始電阻和絕緣電阻： 應(yīng)變片的初始電阻值 R0有 60、 1 200、 350、 600或 1000Ω 的應(yīng)變片 。 應(yīng)變片的逸散功率是指當(dāng)電流通過應(yīng)變片時(shí)， 在溫度允許范圍內(nèi)， 單位時(shí)間傳給周圍介質(zhì)的熱量。 第 3章 無源型位移傳感器 （ 3） 粘貼：首先用甲苯 、 四氫化碳等溶劑清洗試件表面和應(yīng)變片的底面 ， 然后在試件表面和應(yīng)變片的底面各涂一層薄而均勻的粘合劑 ， 將應(yīng)變片貼在確定的位置處 。 （ 4） 固化： 根據(jù)所使用的粘合劑的固化工藝要求進(jìn)行固化處理。 第 3章 無源型位移傳感器 轉(zhuǎn)換電路 1. 電阻電橋的輸出電壓 直流電阻電橋如圖 36（ a）、（ b）、（ c）所示，其初始狀態(tài)可通過 RP1調(diào)零。 調(diào)零電路是由 RP1及 R5組成的。 全橋和雙臂電橋還可構(gòu)成差動(dòng)工作方式 。如果各應(yīng)變片的應(yīng)變量相等，則稱為對(duì)稱電橋。 第 3章 無源型位移傳感器 如圖 37（ a）所示，設(shè) A板為一固定極板， B板為一可動(dòng)極板，當(dāng) B板隨被測(cè)位移 x移動(dòng)時(shí)， 兩板間距離 d就發(fā)生變化，從而改變電容量。 同樣它們也可以做成差動(dòng)式。 第 3章 無源型位移傳感器 圖 38 （ a） 平板式；（ b） 扇形平板；（ c）柱面板式；（ d）圓筒面式 第 3章 無源型位移傳感器 3. 改變極板間介質(zhì)的電容式傳感器 圖 39為改變極板間介質(zhì)的電容式傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 。 )/ln (0r0 dDHKC ??第 3章 無源型位移傳感器 圖 39 （ a） 結(jié)構(gòu)原理示意圖； （ b） 輸入 /輸出特性 第 3章 無源型位移傳感器 電容式傳感器的轉(zhuǎn)換電路 1. 橋式電路 圖 310為電容傳感器的橋式轉(zhuǎn)換電路。電容 C可以是固定電容 ， 也可以是差動(dòng)電容的另一邊 ?？梢宰C明： 變極距差動(dòng)電容傳感器輸出為 Ud dU0av?? （ 316） 變面積差動(dòng)電容傳感器輸出為 US SU0av?? （ 317） 式中， U為觸發(fā)器輸出高電平電壓值。 第 3章 無源型位移傳感器 電感式傳感器 自感式傳感器 1. 變氣隙式 （ 閉磁路式 ） 自感傳感器 變氣隙式自感式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖 312所示 。 根據(jù)磁路歐姆定律知： lN I SΦ ??式中， μ 為磁導(dǎo)率； S為磁路截面積； l為磁路總長(zhǎng)度。 因此， 電感式傳感器從原理上可分為變氣隙長(zhǎng)度式和變氣隙截面式兩種類型。 2） 如圖 313所示，旋轉(zhuǎn)銜鐵可改變氣隙的截面積。如當(dāng) Δ x/l0=10%時(shí)， 單邊式非線性誤差小于 10％，而差動(dòng)式非線性誤差小于 1％。有限長(zhǎng)螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)沿軸線非均勻分布， 中間強(qiáng)， 兩端弱。 第 3章 無源型位移傳感器 圖 314 螺管式自感式傳感器結(jié)構(gòu)原理 第 3章 無源型位移傳感器 3. 電感式傳感器的轉(zhuǎn)換電路 電感式傳感器常用交流阻抗電橋和諧振電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換 。 第 3章 無源型位移傳感器 圖 315 電感式傳感器電橋電路 (a) 電感電橋； (b) 變壓器電橋 第 3章 無源型位移傳感器 差動(dòng)變壓器 1. 差動(dòng)變壓器是互感式差動(dòng)電感傳感器， 它的結(jié)構(gòu)分為變隙式和螺管式兩種。 線圈由一次側(cè)線圈、二次側(cè)線圈和骨架組成。線圈通常用高強(qiáng)度漆包線密繞而成， 一般采用 36～ 48號(hào)漆包線，導(dǎo)線直徑取決于電源電壓和頻率的高低。鐵芯和銜鐵要經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚? 除去應(yīng)力， 以改進(jìn)磁性能。 第 3章 無源型位移傳感器 圖 317 差動(dòng)變壓器的輸出特性 （ a） 理想特性； （ b） 零點(diǎn)殘余電壓；（ c）相敏檢波后的特性 第 3章 無源型位移傳感器 2） 實(shí)際上，由于工藝上的原因， 差動(dòng)變壓器二次繞組不可能完全對(duì)稱，其次由于線圈中的銅損、 磁性材料的鐵損和材質(zhì)的不均勻性、 線圈匝間分布電容的存在以及導(dǎo)磁材料磁化特性的非線性引起電流波形畸變而產(chǎn)生的高次諧波， 使勵(lì)磁電流與所產(chǎn)生的磁通不同相。 但 e1也不能過大 ， 過大時(shí)將會(huì)使差動(dòng)變壓器線圈發(fā)熱而引起輸出信號(hào)漂移 ， e1可取零點(diǎn)幾伏到數(shù)伏 ， 常取 3～ 8V。 第 3章 無源型位移傳感器 3. 消除零點(diǎn)殘余電壓的幾種方法 由繞組不對(duì)稱引起的零點(diǎn)殘余電壓可以通過調(diào)節(jié)銜鐵初始位置進(jìn)行消除 ， 然而因相位誤差造成的零點(diǎn)殘余電壓是無法通過調(diào)節(jié)銜鐵初始位置進(jìn)行消除的 。圖中，電阻是用康銅絲繞制的， 串聯(lián)時(shí)的阻值為 ～ 5 Ω；并聯(lián)時(shí)的阻值為數(shù)十至數(shù)百千歐； 并聯(lián)電容的數(shù)值在 100～ 500 pF范圍內(nèi)。 第 3章 無源型位移傳感器 圖 319 （ a） 全波電流輸出；（ b） 半波電流輸出； （ c） 全波電壓輸出； （ d） 半波電壓輸出 第 3章 無源型位移傳感器 電渦流式傳感器 電渦流式傳感器的工作原理 成塊的金屬物體置于變化著的磁場(chǎng)中或者在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 在金屬導(dǎo)體中會(huì)感應(yīng)出一圈圈自相閉合的電流 ， 稱為電渦流 。 如果固定其中某些參數(shù) ， 就能由電渦流的大小測(cè)量出另外一些參數(shù) 。 對(duì)線圈框架要求用損耗小 、 電性能好 、 熱膨脹系數(shù)小的材料 。 其性能由表 32列出。 諧振電路調(diào)幅原理如圖 322所示。 該調(diào)幅信號(hào)經(jīng)高頻放大 、 檢波 、 濾波后輸出與被測(cè)量相應(yīng)變化的直流電壓信號(hào) 。 （ 2） 勵(lì)磁電源頻率的選擇： 導(dǎo)體材料確定之后， 可以通過改變勵(lì)磁電源頻率來改變軸向貫穿深度。為了充分利用渦流效應(yīng)，被測(cè)金屬導(dǎo)體的橫向尺寸應(yīng)大于線圈外徑的； 對(duì)圓柱形被測(cè)物體，其直徑應(yīng)大于線圈外徑的 。 第 3章 無源型位移傳感器 相 敏 檢 波 調(diào)制與解調(diào)的概念 調(diào)制是利用直流或低頻信號(hào)來控制高頻振蕩的過程。 載波信號(hào)的振幅、 頻率和相位都可受調(diào)制信號(hào)的控制， 相應(yīng)的調(diào)制分別稱為調(diào)幅（ AM）、調(diào)頻（ FM）和調(diào)相（ PM）。 由電感、 電容、 電渦流式傳感器構(gòu)成的諧振電路，當(dāng) LC諧振電路作信號(hào)源的負(fù)載時(shí)， 則輸出調(diào)幅信號(hào)； 當(dāng) LC諧振電路作信號(hào)源的振蕩回路時(shí)， 則輸出調(diào)頻信號(hào)。當(dāng) R1=R2=R3=R4時(shí)， 半橋單臂接法 K=1/（ 4R0），半橋差動(dòng)接法 K=1/（ 2R0），全橋接法 K=1/R0；uom=KuimR（ t），為輸出電壓幅值。 T1的一次側(cè)輸入調(diào)幅波 ui， T2的一次側(cè)輸入?yún)⒖茧妷?ur， ur 可直接取自載波，它與 ui頻率相同，相位相同或相反，比 ui幅度大3～ 5倍。 輸入調(diào)幅信號(hào) ui經(jīng) T1二次側(cè)的下半邊輸出 uy/2并經(jīng) VD T2二次側(cè)的右半邊和電流表構(gòu)成回路 ， 電流方向?yàn)樯险仑?fù) ， 并設(shè)其為正方向 。 ① 在 ui的正半周時(shí) ， ur為負(fù) ， 電流經(jīng) T1二次側(cè)的上半邊 、 VD T2二次側(cè)的右半邊 ， 方向?yàn)樨?fù) 。 （ 3） 相敏檢波輸出信號(hào)的頻率等于載波頻率的二倍。 差動(dòng)變壓器輸出電壓經(jīng) A1放大加于A2的反相端和 A3的同相端 ， 振蕩器信號(hào)加于 A3的反相端并經(jīng)反相加于 A2的同相端 。 第 3章 無源型位移傳感器 圖 326 運(yùn)算放大器組成的相敏檢波電路 第 3章 無源型位移傳感器 4. 集成模擬乘法器相敏檢波電路 圖 327為用集成模擬乘法器 LM1496實(shí)現(xiàn)相敏檢波的電路 。 第 3章 無源型位移傳感器 圖 327 用集成模擬乘法器 LM1496實(shí)現(xiàn)相敏檢波的電路