【正文】 22ULLUZZUo??? ????? (426) 可知：銜鐵上下移動 相同距離 時 ， 輸出電壓 相位相反 ， 大小隨銜鐵的位移而變化 。 圖 48（ b）表示 f與 L的關(guān)系曲線 ， 它具有嚴(yán)重的非線性關(guān)系 。 差動變壓器式傳感器 把被測的非電量變化轉(zhuǎn)換為 線圈互感變化 的傳感器稱為互感式傳感器 。 當(dāng)被測體 有位移 時 ， 與被測體相連的銜鐵的位置將發(fā)生相應(yīng)的變化 ， 使 δa≠δb， 互感 Ma≠Mb， 兩次級繞組的互感電勢 e2a≠e2b，輸出電壓 Uo=e2ae2b≠0， 即差動變壓器有電壓輸出 ， 此電壓的大小與極性反映被測體位移的大小和方向 。 由式（ 428）可得變隙式差動變壓器靈敏度 K 012??io UWWUK ?? ???(429) 圖 413 變隙式差動變壓器輸出特性 oU?12e2 ae2 be2 a e2b? Uo＋ ? ?－ ? ? O1— 理 想 特 性； 2— 實際特性－ 分析結(jié)論： ① 首先 ， 供電 電源 Ui要穩(wěn)定 （ 獲取穩(wěn)定的輸出特性 ） ；其次 ， 電源幅值的適當(dāng)提高 可以提高靈敏度 K值 ， 但要以變壓器鐵芯不飽和以及允許溫升為條件 。 1. 工作原理 圖 414 螺線管式差動變壓器結(jié)構(gòu) 5461231— 活 動 銜 鐵；2— 導(dǎo) 磁 外 殼；3— 骨架；4— 匝數(shù)為 W1的 初 級 繞組 ；5— 匝數(shù)為 W2 a的 次 級 繞組 ；6— 匝數(shù)為 W2 b的 次 級 繞阻 兩個次級線圈反相串聯(lián) ， 并且在忽略鐵損 、 導(dǎo)磁體磁阻和線圈分布電容的理想條件下 , 其等效電路如圖 4 16所示 。 由圖 417可以看出 ， 當(dāng)銜鐵位于中心位置時 ， 差動變壓器輸出電壓并不等于零 ， 我們把差動變壓器在零位移時的輸出電壓稱為 零點殘余電壓 ， 記作 ΔUo， 它的存在使傳感器的輸出特性不經(jīng)過零點 ， 造成實際特性與理論特性不完全一致 。 . . 根據(jù)電磁感應(yīng)定律， 次級繞組中感應(yīng)電勢的表達(dá)式分別為 122112IMjEIMjEba????????(431) (432) 由于次級兩繞組 反相串聯(lián) ，且考慮到次級開路，則由以上關(guān)系可得 112122)(LjrUMMjEEUbao ???????? ???? (433) 上式說明 ， 當(dāng)激磁電壓的幅值 U和角頻率 ω、 初級繞組的直流電阻 r1及電感 L1為定值時 ， 差動變壓器輸出電壓僅僅是初級繞組與兩個次級繞組之間互感之差的函數(shù) 。 圖 418 （ a） 半波電壓輸出；（ b） 半波電流輸出； （ c） 全波電壓輸出； （ d） 全波電流輸出 1U? R02U?( a )? x1U? R0( b )? xTT2U?2U?R011abcdC1C21U?? xT14 235687910( c )T1U?? x2U?R0( d ) 從圖 418（ c） 電路結(jié)構(gòu)可知 ， 不論兩個次級線圈的輸出瞬時電壓極性如何 ， 流經(jīng)電容 C1的電流方向總是從 2到 4， 流經(jīng)電容 C2的電流方向總是從 6到 8， 故整流電路的輸出電壓為 68242 UUU ??? ??(435) 當(dāng)銜鐵在零位時 ， 因為 U24=U68， 所以 U2=0；當(dāng)銜鐵在零位以上時 ， 因為 U24 U68 ， 則 U2 0；而當(dāng)銜鐵在零位以下時 ， 則有 U24 U68， 則 U2 0。 R( a )VD1RVD4RRVD2VD32uBAT2suus1us2u21u22C DORLMuoT1－＋us1CR＋－us2RLM＋－u22Ruo( b )－＋us1C＋－us2RLM( c )DR RD＋－u21OOuoA圖419 相敏檢波電路 根據(jù)變壓器的工作原理 ， 考慮到 O、 M分別為變壓器 T T2的中心抽頭 ， 則 11222122122nuuunuuusss???? (436) (437) 采用電路分析的基本方法 ， 可求得圖 419（ b） 所示電路的輸出電壓 uo的表達(dá)式 )2(21122LLLLo RRnuRRRuRu????(438) )2(12LLo RRnuRu??? 當(dāng) u2與 us均為 負(fù)半周 時：二極管 VD VD3截止 ， VDVD4導(dǎo)通 。 圖 421為差動變壓器式加速度傳感器的原理結(jié)構(gòu)示意圖 。 式中 , r為線圈與被測體的尺寸因子 。 1. 調(diào)頻式電路 圖 428 調(diào)頻式測量電路 (a) 測量電路框圖； (b) 振蕩電路 頻率計f V電壓表振蕩器CLx( a )R1R2C1R3R4C2C3C4R5C6R6C5CL ( x )Vcc( b )L1V1V2f 傳感器線圈接入 LC振蕩回路 ， 當(dāng)傳感器與被測導(dǎo)體距離 x改變時 ， 在渦流影響下 ， 傳感器的電感變化 ， 將導(dǎo)致振蕩頻率的變化 ， 該變化的頻率是距離 x的函數(shù) ， 即 f=L(x), 該頻率可由數(shù)字頻率計直接測量 ， 或者通過 fV變換 ， 用數(shù)字電壓表測量對應(yīng)的電壓 。 除此之外， 交流電橋也是常用的測量電路。 . . . . . 圖 430 透射式渦流厚度傳感器結(jié)構(gòu)原理圖 被 測 金 屬板L1L2?11? ?1U?2U?2. 高頻反射式渦流厚度傳感器 圖 431 高頻反射式渦流測厚儀測試系統(tǒng)圖 厚 度 給 定系 統(tǒng)S1檢波比較電壓檢波S2加法器 指示儀表帶材x ?x1x2＋－－ 為了克服帶材不夠平整或運行過程中上下波動的影響 ， 在帶材的上 、 下兩側(cè)對稱地設(shè)置了兩個特性完全相同的渦流傳感器 S1和 S2。 3. 圖 432所示為電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器工作原理圖 。 最高測量轉(zhuǎn)速可達(dá) 60萬 r/min 。 圖 432 電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器工作原理圖 振蕩器高頻放大器檢波器整形電路? d輸入軸d0傳感器fn 當(dāng)被測旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時 ， 電渦流傳感器與輸出軸的距離變?yōu)閐0+Δd。 若帶材厚度不變 ， 則被測帶材上 、 下表面之間的距離總有 x1