電感式傳感器ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 Ｕ ０ 圖 412 差動(dòng)變壓器輸出特性 激勵(lì)電壓幅值與頻率的影響 激勵(lì)電源電壓幅值的波動(dòng) ， 會(huì)使線圈激勵(lì)磁場(chǎng)的磁通發(fā)生變化 ， 直接影響輸出電勢(shì) 。 零點(diǎn)殘余電壓的存在造成零點(diǎn)附近的不靈敏區(qū)；零點(diǎn)殘余電壓輸入放大器內(nèi)會(huì)使放大器末級(jí)趨向飽和 ，影響電路正常工作等 。 根據(jù)半導(dǎo)體二級(jí)管 單向?qū)?原理 。 圖中比較電壓 Ｕ ２ 和 Ｕ １ 同頻 ， 經(jīng)過(guò)移相器使 Ｕ ２ 和 Ｕ １ 保持同相或反相 ， 且滿足 Ｕ ２ ＞＞ Ｕ １ 。 L121 RReui???L112 RReui??? + D2 i1 u1 u2 R + RL R D3 D1 D4 R R T1 T2 i2 0U ?1? 2U?e1 e2 + + 結(jié)論： １ ． 銜鐵在中間位臵時(shí) ， 無(wú)論參考電壓是正半周還是負(fù)半周 ， 在負(fù)載 RL上的輸出電壓始終為 0 ． ２ ． 銜鐵在零位以上移動(dòng)時(shí) ， 無(wú)論參考電壓是正半周還是負(fù)半周 ， 在負(fù)載 RL上得到的輸出電壓始終為正 。測(cè)量時(shí)，將懸臂梁底座及差動(dòng)變壓器的線圈骨架固定，而將銜鐵的 A端與被測(cè)振動(dòng)體相連， 此時(shí)傳感器作為加速度測(cè)量中的慣性元件，它的位移與被測(cè)加速度成正比，使加速度測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰频臏y(cè)量。目前高頻反射式電渦流傳感器應(yīng)用較廣泛。 ?高頻反射式渦流傳感器多用于位移測(cè)量 。 2. 低頻透射式電渦流傳感器 發(fā)射線圈 L1和 接收線圈 L2分臵于被測(cè)金屬板的上下方 。在測(cè)量電阻率 ρ較小的材料時(shí)，應(yīng)選較 低 的頻率（如 500Hz），測(cè)量 ρ較大 的材料時(shí)，應(yīng)選用較 高 的頻率（如2kHz），從而保證在測(cè)量不同材料時(shí)能得到較好的線性和靈敏度。 S1和 S2與被測(cè)帶材表面之間的距離分別為 x1和 x2。由于電渦流效應(yīng)，使傳感器線圈阻抗隨 Δd的變化而變化，這種變化將導(dǎo)致振蕩諧振回路的品質(zhì)因數(shù)發(fā)生變化，它們將直接影響振蕩器的電壓幅值和振蕩頻率。 。 帶材厚度給定值與偏差指示值的代數(shù)和就是被測(cè)帶材的厚度。 諧振回路上輸出電壓 U0為： U0 = I0頻率太高，貫穿深度小于被測(cè)厚度，不利于進(jìn)行厚度測(cè)量，通常選 激勵(lì)頻率為 1kHz左右 。能量損耗使傳感器的 Q值和等效阻抗 Z降低，因此當(dāng)被測(cè)體與傳感器間的距離 d改變時(shí)，傳感器的 Q值和等效阻抗 Z、電感 L均發(fā)生變化，于是把位移量轉(zhuǎn)換成電量。 與此同時(shí) ， 該渦流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)又反作用于線圈 ， 引起線圈自感 L或阻抗 ZL的變化 。 電渦流傳感器的種類(lèi) 電渦流在金屬導(dǎo)體內(nèi)的滲透深度為 : fhr??50 30?說(shuō)明電渦流在金屬導(dǎo)體內(nèi)的滲透深度與傳感器線圈的激勵(lì)信號(hào)頻率有關(guān)。 ? 圖 421為差動(dòng)變壓器式加速度傳感器的原理結(jié)構(gòu)示意圖。 D2 i4 u1 u2 R + RL R D3 D1 D4 R R T1 T2 i3 + 0U ?1? 2U?e1 e2 + + 同理 :在 Ｕ ２ 負(fù)半周 Ｕ １ 正半周時(shí)： i１ ＜ i２ 。 鐵芯在零位以上 鐵芯在零位 t t t Udc Ugh U0 Udc 圖 415 全波差動(dòng)整流電路電壓波形 t t t Ugh U0 t t t Udc Ugh U0 鐵芯在零位以下 圖 414 全波差動(dòng)整流電路 結(jié)論： 鐵芯在零位以上或零位以下時(shí)，輸出電壓的極性相反。如圖，采用相敏檢波后銜鐵反行程時(shí)的 特性曲線由 1變到 2，從而消除了零點(diǎn)殘余電壓。 但實(shí)際上 ， 當(dāng)使用橋式電路時(shí) ， 在零點(diǎn)仍有一個(gè)微小的電壓值 (從零點(diǎn)幾 mV到數(shù)十 mV)存在 ， 稱(chēng)為 零點(diǎn)殘余電壓 。 當(dāng)次級(jí)開(kāi)路時(shí)，初級(jí)繞組的交流電流為： PP.iP.LjRUI???次級(jí)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： .P. IMjU11 ???.P. IMjU22 ???由于次級(jí)繞組反向串接，故差動(dòng)變壓器輸出電壓為 ? ? ? ?194 LjRUMMjUPP.i?????? 210?Ｕ ０ e21 e22 差動(dòng)變壓器輸出電勢(shì) Ｕ ０ 與銜鐵位移 x的關(guān)系。 初級(jí)線圈作為差動(dòng)變壓器激勵(lì)用 ，相當(dāng)于變壓器的原邊，而 次級(jí)線圈由結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的兩個(gè)線圈反相串接 而成，且以差動(dòng)方式輸出，相當(dāng)于變壓器的副邊。 由于輸出電壓與被測(cè)壓力之間成比例關(guān)系 ， 所以只要用檢測(cè)儀表測(cè)量出輸出電壓 ， 即可得知被測(cè)壓力的大小 。當(dāng)負(fù)截阻抗為無(wú)窮大時(shí) , 橋路輸出電壓 2 2 11 2 1 222Z U Z ZUUUZ Z Z Z? ??? ?? ? ??? 當(dāng)傳感器的銜鐵處于中間位置 , 即 Z1= Z2=Z =0, 電橋平衡。 三種類(lèi)型比較 ： 氣隙型 自感傳感器靈敏度高，它的主要缺點(diǎn)是非線性嚴(yán)重，為了限制線性誤差，示值范圍只能較?。凰淖杂尚谐绦?，因?yàn)殂曡F在運(yùn)動(dòng)方向上受鐵心限制，制造裝配困難。 自感式傳感器 自感式傳感器的工作原理 IN ΦL ?總磁阻 線圈匝數(shù) MRINΦ ?兩式聯(lián)立得 : MRNL 2?δ 線圈 鐵芯 銜鐵 Δδ 圖 41 變磁阻式傳感器 I為線圈中所通交流電的有效值。電感式傳感器 電磁感應(yīng) 被測(cè)非電量 自感系數(shù) L 互感系數(shù) M 測(cè)量電路 U、 I、 f 自感式傳感器 互感式傳感器 電渦流式傳感器 定義： 是一種利用線圈自感和互感的變化實(shí)現(xiàn)非 電量電測(cè)的裝臵。 不足 ： 存在交流零位信號(hào)，不宜高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。 差動(dòng)式 與 單線圈 電感式傳感器相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)： ① 線性
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