【正文】 差動(dòng)變壓器的輸出特性曲線如 圖 411所示。 ? 為了減小零點(diǎn)殘余電壓可采取以下方法： ? 盡可能保證傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)在磁路 Φ 的對(duì)稱。 ? 如圖 413所示為差動(dòng)整流電路，把兩個(gè)次級(jí)電壓分別整流后，以它們的差為輸出端，這樣，不必考慮次級(jí)電壓的相位和零點(diǎn)殘余電壓。常用于測(cè)量振動(dòng)、厚度、應(yīng)變、壓力、加速度等各種物理量。 ? 微壓力變送器測(cè)量線路包括直流穩(wěn)壓電源、振蕩器、相敏檢波和指示等部分，由于差動(dòng)變壓器輸出電壓比較大，所以線路中不需用放大器。如果控制上述參數(shù)中一個(gè)參數(shù)改變，其余皆不變，就能構(gòu)成測(cè)量該參數(shù)的傳感器。由式 (410)可得： 21 2 1 2 12 222 2 2 2jj()M I M L I M R IIR L R L??????????2 2 2 21 2 1 22 2 2 22 2 2 2j( ) ( )MMZ R R L LR L R L?? ??? ??? ? ? ???????2212 22()ML L LRL???? ?上一頁 下一頁 返回 電渦流式傳感器 ? 式中 —— 無渦流影響時(shí)線圈的 Q ? —— 短路環(huán)的阻抗。而互感系數(shù)又是距離 x的非線性函數(shù)，因此當(dāng)構(gòu)成電渦流式位移傳感器時(shí)， 2 2 2 2220 221 2 1 21 / 1L M R M L Z R Z??? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?0 1 1/Q L R??2 2 22 2 2Z R L???上一頁 下一頁 返回 電渦流式傳感器 ? Z=f1(x)、 L=f2(x)、 Q=f3(x)都是非線性函數(shù)。這樣，在一定范圍內(nèi)，輸出電壓幅值與間隙(位移 )成近似線性關(guān)系。 R的大小直接影響靈敏度：R大則靈敏度低， R小則靈敏度高，但 R過小時(shí)，由于對(duì)振蕩器起旁路作用，也會(huì)使靈敏度降低。當(dāng)有金屬導(dǎo)體接近線圈時(shí)，渦流效應(yīng)使回路 Q值降低，諧振曲線變鈍，振蕩幅度降低，振蕩頻率也發(fā)生變化。這種電路的關(guān)鍵是提高振蕩器的頻率穩(wěn)定度。凡是可轉(zhuǎn)換為位移量的參數(shù)，都可用電渦流式傳感器測(cè)量，如機(jī)器轉(zhuǎn)軸的軸向竄動(dòng)、金屬材料的熱膨脹系數(shù)、鋼水液位、紗線張力、流體壓力等。工作時(shí)，兩個(gè)傳感器分別測(cè)得 x1和 x2。 ? 若保持電渦流式傳感器的機(jī)、電、磁各參數(shù)不變，使傳感器的輸出只隨被測(cè)導(dǎo)體電阻率而變，就可測(cè)得溫度的變化。 ? ?1 0 1 01 ( )tt? ? ?? ? ?上一頁 返回 圖 41 變隙式傳感器及其輸出特性 返回 圖 42 變面積式電感傳感器 返回 圖 43 變面積型式電感傳感器特性曲線 返回 圖 44 螺管式電感傳感器 返回 圖 45 差動(dòng)式電感傳感器 (a) 變間隙式； (b) 變面積式； (c) 螺管式 返回 圖 46 交流電橋的幾種形式 (a) 電阻平衡臂電橋； (b)變壓器式電橋； (c) 緊耦合電感臂電橋 返回 圖 47 帶相敏整流的交流電橋 返回 圖 48 變隙式差動(dòng)變壓器 返回 圖 49 差動(dòng)變壓器線圈各種排列形式 1— 初級(jí)線圈； 2— 次級(jí)線圈； 3— 銜鐵 返回 圖 410 差動(dòng)變壓器的等效電路 返回 圖 411 差動(dòng)變壓器輸出特性曲線 返回 圖 412 減小零點(diǎn)殘余電壓電路 返回 圖 413 差動(dòng)整流電路 返回 圖 414 差動(dòng)相敏檢波電路 返回 圖 415 差動(dòng)變壓器式加速度傳感器 (a)結(jié)構(gòu)示意 (1— 彈性支承； 2— 差動(dòng)變壓器 ) (b)測(cè)量電路方框圖 返回 圖 416 微壓力變送器 (a) 結(jié)構(gòu)圖 (b) 測(cè)量電路方框圖 1— 接頭； 2— 膜盒； 3— 底座； 4— 線路板； 5— 差動(dòng)變壓器； 6— 銜鐵； 7— 罩殼 返回 圖 417 電渦流式傳感器的基本原理 返回 圖 418 等效電路 返回 圖 419 定頻調(diào)幅電路框圖 返回 圖 420 定頻調(diào)幅諧振曲線 返回 圖 421 變頻調(diào)幅諧振曲線 返回 圖 422 液位監(jiān)控系統(tǒng) 1— 渦流板； 2— 電渦流式傳感器； 3— 浮子 返回 圖 423 測(cè)金屬板厚度示意圖 返回 圖 424 測(cè)溫用渦流式傳感器 1— 補(bǔ)償線圈； 2— 管架； 2— 測(cè)量線圈； 4— 隔熱襯墊； 5— 溫度敏感元件 返回 。 ? 電渦流傳感器測(cè)位移，由于測(cè)量范圍寬、反應(yīng)速度快，可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，常用于在線檢測(cè)。為克服金屬板移動(dòng)過程中上下波動(dòng)及帶材不夠平整的影響，常在板材上下兩側(cè)對(duì)稱放置兩個(gè)特性相同的傳感器 L1與 L2距離為 D。目前電渦流位移傳感器的分辨力最高已做到 (量程 0～ 15181。 ? ? 調(diào)頻電路與變頻調(diào)幅電路一樣，將傳感器線圈接入電容三點(diǎn)式振蕩回路，所不同的是，它以振蕩頻率的變化作為輸出信號(hào)。變頻調(diào)幅電路的諧振曲線如 圖 421所示。因?yàn)檎袷庮l率若變化 1%，一般將引起輸出電壓10%的漂移。在無被測(cè)導(dǎo)體時(shí)， LC并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在與晶體振蕩器頻率一致的諧振狀態(tài)，這時(shí)回路阻抗最大，回路壓降最大 (圖 420中的 U0)。e增大而使式 (411)中的 L1變大。 ? 根據(jù)基爾霍夫電壓定律，可列出電壓平衡方程組： ? 解之得 1 1 1 1 2 11 2 2 2 2jjj j 0R I L I M I UM I R I L I????? ? ? ???? ? ? ???11 2 2 2 222112 2 2 22 2 2 2j( ) ( )UIMMR R L LR L R L?? ??????? ? ????? ??上一頁 下一頁 返回 電渦流式傳感器 ? 由此可求得線圈受金屬導(dǎo)體渦流影響后的等效阻抗為 ? (410) ? 線圈的等效電感為 ? ? (411) ? 由式 (410)可見，由于渦流的影響，線圈阻抗的實(shí)數(shù)部分增大，虛數(shù)部分減小，因此線圈的品質(zhì)因數(shù) Q下降。若被測(cè)導(dǎo)體置于該磁場范圍內(nèi)，導(dǎo)體內(nèi)便產(chǎn)生電渦流，也將產(chǎn)生一個(gè)新磁場H2， H2與 H1方向相反，力圖削弱原磁場 H1，從而導(dǎo)致線圈的電感、阻抗和品質(zhì)因數(shù)發(fā)生變化。當(dāng)被測(cè)壓力由接頭 1傳入膜盒 2時(shí)，其自由端產(chǎn)生一正比于被測(cè)壓力的位移，并且?guī)?dòng)銜鐵 6在差動(dòng)變壓器線圈 5中移動(dòng)，從而使差動(dòng)變壓器輸出電壓。另外，還要求比較電壓的幅值盡可能大，一般情況下，其幅值應(yīng)為信號(hào)電壓的 3～ 5倍。在差動(dòng)變壓器二次側(cè)串、并聯(lián)適當(dāng)數(shù)值的電阻電容元件，當(dāng)調(diào)整這些元件時(shí)，可使零點(diǎn)殘余電壓減小。 ? (2) 零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因 ? 產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因主要有以下幾種： ? 差動(dòng)的兩個(gè)線圈的電氣參數(shù)及導(dǎo)磁體的幾何尺寸不可能完全對(duì)稱； 上一頁 下