【正文】 勵(lì)磁電壓各為 co ssmu U t?? sincmu U t??由前述可知，這時(shí)定尺上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相應(yīng)為 2c o s s ins v mxe K U tT? ??2s in c o sc v mxe K U tT? ???根據(jù)疊加原理，定尺上總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 22( c o s sin sin c o s )s c v mxxe e e K U t tTT?? ??? ? ? ?si n( )v m xK U t????式中 θx=2πx/T為定、滑尺間的相對(duì)位移角。在定尺和滑尺、轉(zhuǎn)子和定子上制有印刷電路繞組。 圖 （ b）所示是將激勵(lì)電壓 u加在軸上 ,而在軸上又繞有繞組，在此繞組的端頭接有指示儀表。圖（ a）、（ b）為測(cè)量壓力 P的傳感器，有如下關(guān)系： 12L K K P?? ? ? 而圖（ d）、（ e）的結(jié)構(gòu)與互感式傳感器器相似，有如下關(guān)系， 2211()WE K P U PW? ? ? 1．單向壓磁效應(yīng) 2．雙向壓磁效應(yīng) 在外力作用下，導(dǎo)磁體多數(shù)表現(xiàn)各向異性特性。當(dāng)有金屬物體通過(guò)時(shí)，交變磁場(chǎng)就會(huì)在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流，會(huì)在接收線圈中感應(yīng)出電壓，計(jì)算機(jī)根據(jù)感應(yīng)電壓的大小、相位來(lái)判定金屬物體的大小。該頻率信號(hào)由電阻 R2上輸出，可以用 頻率計(jì) 直接讀出 。 轉(zhuǎn)換電路 0 21jLZLC??? ?并聯(lián)諧振電路的阻抗 : 附圖 并聯(lián)諧振電路 Z C L ? 將傳感器線圈的電感與固定電容組成并聯(lián)諧振電路。 1— 傳感器線圈； 2— 電渦流短路環(huán) 圖 電渦流式傳感器等效電路 根據(jù)等效電路可列出電路方程組： 解方程組，可得線圈復(fù)阻抗： 線圈的等效電感： .2 2 2 211 2 1 2. 2 2 2 22 2 2 21( ) ( )U MMZ R R j L LR L R LI?? ????? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?22222221 )( LRMLLL?????等效電阻 R↑ ：渦流損耗、磁滯損耗都將使阻抗的實(shí)數(shù)部分增加。 ? 如果保持上式中其它參數(shù)不變，只改變其中一個(gè)參數(shù)，傳感器線圈阻抗 Z就僅僅是這個(gè)參數(shù)的單值函數(shù)。 4. 互感式加速度傳感器 懸臂梁 互感式傳感器 ? 根據(jù) 法拉第電磁感應(yīng)原理 ，成塊的金屬置于變化的磁場(chǎng)中，或者在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬導(dǎo)體內(nèi)就要產(chǎn)生呈渦旋狀 的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的流線在金屬導(dǎo)體內(nèi)是 閉合的，所以稱為電渦流 ，這種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。內(nèi)裝電路，可輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，故稱變送器 。 ? 7555與外阻容元件組成組成振蕩電路，輸出方波作為差動(dòng)變壓器一次繞組的激勵(lì)電源，幅值 10V。 5 4 6 1 2 3 圖 螺管型互感式傳感器結(jié)構(gòu)圖 兩個(gè)次級(jí)繞組 反向串聯(lián) ，在忽略鐵損、導(dǎo)磁體磁阻和繞組分布電容的理想條件下，螺管型互感式傳感器等效電路如右圖所示。 圖 壓差傳感器 附圖 BYM型壓力傳感器 自感式液位傳感器 浮子的位移變成電量： 液位升高，液體對(duì)浮子的浮力 F↑，破壞平衡狀態(tài)。此外，還可以在線路上采取措施。 LU RU2 a r c ta n LR?? ??OU12ORU U U?? 零點(diǎn)殘余電壓 所謂零點(diǎn)殘余電壓，就是當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出不為零，有殘余電壓輸出。 2. 輸入 交流電壓為負(fù)半周 ， A點(diǎn)電位為負(fù)， B點(diǎn)電位為正 ? V V3導(dǎo)通， V V4截止 ? AFCB中， C點(diǎn)電位由于 Z2↓， C點(diǎn)電位 ↓ ? AEDB中， D點(diǎn)電位由于 Z1 ↑， D點(diǎn)電位 ↑ ? 仍然是 D點(diǎn)電位高于 C點(diǎn)電位，電壓表正向偏轉(zhuǎn)。在自感式傳感器轉(zhuǎn)換電路中，調(diào)幅電路用得較多。因此，為了 改善靈敏度及線性度，提高測(cè)量精度 ，常采用差動(dòng)技術(shù)以改善其性能，由兩個(gè)單一結(jié)構(gòu)的對(duì)稱組合就構(gòu)成了螺管型差動(dòng)式自感傳感器。 0 12( c o s c o s )2B W Il? ????12,??載流螺線管在軸線上任一點(diǎn) P（ P點(diǎn)位移為 x）處產(chǎn)生的磁場(chǎng)，根據(jù)圖 畢奧 — 沙伐爾 — 拉普拉斯定律 (簡(jiǎn)稱畢 — 沙 — 拉 定律 )可得 式中， l—— 螺管長(zhǎng)； W—— 線圈總匝數(shù)； I—— 線圈電流強(qiáng)度； —— P點(diǎn)至兩端點(diǎn)連線與軸線的夾角 ； 1 22c o sxxr? ? ?2 22c o s ()lxl x r??????； r—— 螺管內(nèi)徑。 圖 變截面型自感傳感器 線圈 鐵芯 銜鐵 銜鐵移動(dòng)方向 l0 變截面型自感式傳感器 變截面型傳感器具有良好的線性度、自由行程大、示值范圍寬，但靈敏度較低，通常用來(lái)測(cè)量比較大的位移量。 變氣隙型自感式傳感器 圖 示意圖。 自感式傳感器的工作原理演示 F 36V 交流毫安表 交流電壓源 交流接觸器線圈 ? 氣隙變小，電感變大，電流變小 F 自感式傳感器的工作原理演示 閉磁路自感式傳感器 MRINΦ?mIWΦR? 磁通量大部分在導(dǎo)磁體中流動(dòng)，少部分在空氣隙中流動(dòng) 。靈敏度高 ,分辨率高 。精度高、線性好的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示為閉磁路自感式傳感器的示意圖，根據(jù)電感定義 , 線圈中電感量可由下式確定 : 由 磁路歐姆定律 ： 則有： l 線圈 鐵芯 銜鐵 Δl 圖 閉磁路自感式傳感器 W ΦLII???2mWLR?其中 IW為磁動(dòng)勢(shì) ,此為產(chǎn)生磁通的激勵(lì)； Rm為磁阻，即對(duì)磁路具有阻礙作用的物理量。設(shè)初始?xì)庀堕L(zhǎng)度為 l0，初始電感量為 L0， 銜鐵位移引起的氣隙變化量為 Δl0，則由電感量表達(dá)式可知 L與 l0為 非線性 關(guān)系，特性曲線如右圖所示。 2 002WSLSl???2002sWKl?? 變截面型自感式傳感器其轉(zhuǎn)換關(guān)系是線性的，即 同時(shí)，其靈敏度為常數(shù) 閉磁路差動(dòng)式自感傳感器 圖 差動(dòng)式自感傳感器 圖 差動(dòng)式自感傳感器 如果采用差動(dòng)變隙型電感傳感器，則 靈敏度提高一倍，線性度提高一個(gè)數(shù)量級(jí) 。 載流螺線管原理 假設(shè) , 則可認(rèn)為 B值沿徑向均勻分布，且沿軸向 B隨 x變化，這樣，當(dāng) P點(diǎn)位于軸線上不同位置時(shí)，其 B值也不同，為計(jì)算方便，取其平均值，即 rl??2200 12 20011 [ c o s c o s ] ( )2llCPW I W IB B d x d x r l rl l l l?? ??? ? ? ? ? ? ???當(dāng)線圈空心時(shí)，其 電感值 為 2 2 2 22002 ()CPW B r W rWL r l rI I I l? ? ???? ? ? ? ? ?當(dāng) rl?? ，上式可近似為 2200 WrL l???22 2202 ()mcFe c c cWrL