【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， 在溫度允許范圍內(nèi)， 單位時間傳給周圍介質(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)成差動工作方式 。如果各應(yīng)變片的應(yīng)變量相等，則稱為對稱電橋。 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板為一可動極板，當(dāng) B板隨被測位移 x移動時， 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 ， 也可以是差動電容的另一邊 ?？梢宰C明： 變極距差動電容傳感器輸出為 Ud dU0av?? （ 316） 變面積差動電容傳感器輸出為 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為磁路總長度。 因此， 電感式傳感器從原理上可分為變氣隙長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， 單邊式非線性誤差小于 10％，而差動式非線性誤差小于 1％。有限長螺線管內(nèi)部磁場沿軸線非均勻分布， 中間強， 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現(xiàn)信號的轉(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 差動變壓器 1. 差動變壓器是互感式差動電感傳感器， 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。線圈通常用高強度漆包線密繞而成， 一般采用 36～ 48號漆包線，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， 以改進磁性能。 第 3章 無源型位移傳感器 圖 317 差動變壓器的輸出特性 （ a） 理想特性； （ b） 零點殘余電壓；（ c）相敏檢波后的特性 第 3章 無源型位移傳感器 2） 實際上，由于工藝上的原因， 差動變壓器二次繞組不可能完全對稱，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， 使勵磁電流與所產(chǎn)生的磁通不同相。 但 e1也不能過大 ， 過大時將會使差動變壓器線圈發(fā)熱而引起輸出信號漂移 ， e1可取零點幾伏到數(shù)伏 ， 常取 3～ 8V。 第 3章 無源型位移傳感器 3. 消除零點殘余電壓的幾種方法 由繞組不對稱引起的零點殘余電壓可以通過調(diào)節(jié)銜鐵初始位置進行消除 ， 然而因相位誤差造成的零點殘余電壓是無法通過調(diào)節(jié)銜鐵初始位置進行消除的 。圖中，電阻是用康銅絲繞制的， 串聯(lián)時的阻值為 ～ 5 Ω；并聯(lián)時的阻值為數(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中或者在磁場中運動時 ， 在金屬導(dǎo)體中會感應(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量出另外一些參數(shù) 。 對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)幅信號經(jīng)高頻放大 、 檢波 、 濾波后輸出與被測量相應(yīng)變化的直流電壓信號 。 （ 2） 勵磁電源頻率的選擇： 導(dǎo)體材料確定之后， 可以通過改變勵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)，被測金屬導(dǎo)體的橫向尺寸應(yīng)大于線圈外徑的； 對圓柱形被測物體，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來控制高頻振蕩的過程。 載波信號的振幅、 頻率和相位都可受調(diào)制信號的控制， 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諧振電路作信號源的負(fù)載時， 則輸出調(diào)幅信號； 當(dāng) LC諧振電路作信號源的振蕩回路時， 則輸出調(diào)頻信號。當(dāng) R1=R2=R3=R4時， 半橋單臂接法 K=1/（ 4R0），半橋差動接法 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 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 ， 電流方向為上正下負(fù) ， 并設(shè)其為正方向 。 ① 在 ui的正半周時 ， 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 ， 方向為負(fù) 。 （ 3） 相敏檢波輸出信號的頻率等于載波頻率的二倍。 差動變壓器輸出電壓經(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實現(xiàn)相敏檢波的電路