【正文】 多量都可歸結(jié)為位移或間隙變化。 附圖 諧振調(diào)幅電路的諧振曲線(xiàn) （ 2）諧振調(diào)頻電路 傳感器線(xiàn)圈接在振蕩器中作為電感使用， L與 C構(gòu)成諧振回路， R1是偏置電阻， C1完成正反饋。阻抗轉(zhuǎn)換電路一般用交流電橋法，它屬于調(diào)幅電路，關(guān)于調(diào)幅電路參見(jiàn)自感式傳感器轉(zhuǎn)換電路部分。 簡(jiǎn)化模型及等效電路 h 2 x 1 ras 3 ri ra (μrρ) 圖 電渦流式傳感器簡(jiǎn)化模型 根據(jù)簡(jiǎn)化模型， 傳感器線(xiàn)圈與短路線(xiàn)圈之間的關(guān)系可用如圖。 ? 線(xiàn)圈通入交變電流 I1，在線(xiàn)圈的周?chē)a(chǎn)生交變的磁場(chǎng) H1 ? 位于該磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并形成渦流 I2 ? 渦流 I2也產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng) H2， H2與 H1方向相反 ? H2的作用 引起線(xiàn)圈等效阻抗、等效電感和品質(zhì)因素等發(fā)生相應(yīng)的變化。當(dāng)被測(cè)體帶動(dòng)銜鐵以 x(t)振動(dòng)時(shí) , 導(dǎo)致差動(dòng)變壓器的輸出電壓也按相同規(guī)律變化。 右圖為微壓力變送器的結(jié)構(gòu)示意圖。 （ 2）鐵芯的 BH特性的非線(xiàn)性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消。該傳感器工作原理很象變壓器的工作原理，次級(jí)繞組采用差動(dòng)形式連接 , 故又稱(chēng) 變壓器式傳感器 。 工作原理：當(dāng) P0=P 1時(shí)，活動(dòng)銜鐵兩邊壓力相等，銜鐵處于對(duì)稱(chēng)位置 — 零位，此時(shí)兩邊電感的起始間隙相等，因此兩個(gè)線(xiàn)圈的阻抗相等，即Z1 =Z2 =Z0；當(dāng) P0≠P1時(shí)，活動(dòng)銜鐵產(chǎn)生位移，兩邊電感的間隙不相等，兩個(gè)線(xiàn)圈的阻抗也不相等， Z1 ≠Z2。 3）對(duì)供電電源有一定質(zhì)量要求，最好不用工頻。 一般是把 傳感器電感 L和一個(gè)固定電阻 R接入一個(gè)變壓器電橋 ,設(shè)計(jì)時(shí)使電感線(xiàn)圈具有高品質(zhì)因數(shù)，忽略其損耗電阻，則電感線(xiàn)圈與固定電阻上壓降 與 互相垂直。 附圖 相敏檢波 1— 理想特性曲線(xiàn) 2— 實(shí)際特性曲線(xiàn) 附圖 帶相敏檢波的測(cè)量電路 1. 輸入 交流電壓為正半周 ， A點(diǎn)電位為正， B點(diǎn)電位為負(fù) ? V V4導(dǎo)通， V V3截止。為了測(cè)出電感量的變化，同時(shí)也為了送入下級(jí)電路進(jìn)行放大和處理，就要用 轉(zhuǎn)換電路將電感變化轉(zhuǎn)換成電壓（或電流）的變化 。目前，該類(lèi)傳感器隨放大器性能提高而得以廣泛應(yīng)用。傳感器工作時(shí)，運(yùn)動(dòng)鐵心在線(xiàn)圈中伸入長(zhǎng)度的變化，將使線(xiàn)圈磁路中的磁阻變化，從而引起螺管線(xiàn)圈電感值發(fā)生變化。為了減小非線(xiàn)性誤差 , 實(shí)際測(cè)量中廣泛采用 差動(dòng)變氣隙式電感傳感器 ，采用兩個(gè)電氣參數(shù)和幾何尺寸完全相同的傳感線(xiàn)圈共用一個(gè)銜鐵來(lái)構(gòu)成。 上式表明 , 當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)為常數(shù)時(shí) , 電感 L僅僅是磁路中磁阻Rm的函數(shù) , 只要改變 l0或 S0均可導(dǎo)致電感變化 , 因此自感式傳感器又可分為 變氣隙型 (變 l0)和 變面積型 (變 S0) 。 用手慢慢將接觸器的活動(dòng)鐵心（稱(chēng)為銜鐵）往下按，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)毫安表的讀數(shù)逐漸減小。 電感式傳感器的 工作原理 ：利用線(xiàn)圈電感或互感的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量測(cè)量。廣泛應(yīng)用于測(cè)量位移、振動(dòng)、壓力、應(yīng)變、流量、密度等物理量。 若忽略磁路磁損， 則磁路總磁阻為 lRS??與電阻公式比較?。?！ 式中： l1—— 鐵心導(dǎo)磁體的長(zhǎng)度； l2—— 銜鐵導(dǎo)磁體的長(zhǎng)度； μ1—— 鐵心的磁導(dǎo)率； μ2—— 銜鐵的磁導(dǎo)率； S1 —— 鐵芯材料的截面積； S2 —— 銜鐵材料的截面積； l0—— 空氣隙的長(zhǎng)度； μ0 —— 空氣的磁導(dǎo)率； S 0 —— 空氣隙的截面積。其大小為 200[ ( ) ] 1 0 0 %llr ll??? ? ? ??? ?20 0 02002lL W SKll??? 由以上兩式可知，若要提高 靈敏度 ，氣隙初始距離l0應(yīng)盡量小，但 l0減小使被 測(cè)量的范圍 變小，同時(shí) 靈敏度的非線(xiàn)性誤差也將增加 。 開(kāi)磁路式自感傳感器 螺管式自感傳感器 螺管式自感傳感器利用 載流螺線(xiàn)管原理 制成，所不同的是在載流螺線(xiàn)管內(nèi)有與外作用固連在一起的圓柱形運(yùn)動(dòng)鐵心。 22 2200 2 ()WrL r l rl??? ? ?因此，線(xiàn)圈空心時(shí)，其電感值為 由此可見(jiàn)，螺管式自感傳感器其磁路是 開(kāi)放 的，氣隙磁路占很長(zhǎng)的部分。 截面型自感傳感器靈敏度較低，截面型的優(yōu)點(diǎn)是具有較好的線(xiàn)性 ，因而測(cè)量范圍可取大些。 在圖 （ a）中， R R2為平衡電阻， Z Z2為工作臂，即差動(dòng)式自感傳感器銜鐵在中間位置時(shí)單個(gè)線(xiàn)圈的阻抗 : Z1=r1+jωL1； Z2=r2+jωL2 其中 r r2為銜鐵在中間位置時(shí)單個(gè)線(xiàn)圈的串聯(lián)損耗電阻，L L2為銜鐵在中間位置時(shí)單個(gè)線(xiàn)圈的起始電感量， ω為電源角頻率。 圖 調(diào)頻電路 2. 調(diào)頻電路 調(diào)頻電路的基本原理是傳感器電感 L變化將引起輸出電壓 頻率 f發(fā)生 變化。 圖 U0–l特性 造成零點(diǎn)殘余電壓的 主要原因 是： 1）差動(dòng)式自感傳感器的兩個(gè)傳感器不完全對(duì)稱(chēng)，如幾何尺寸不對(duì)稱(chēng)、電氣參數(shù)不對(duì)稱(chēng)及磁路參數(shù)不對(duì)稱(chēng)； 2）線(xiàn)圈具有寄生電容，線(xiàn)圈與外殼、鐵心間存在分布電容； 3）供電電源中有高次諧波，而電橋只能對(duì)基波較好地預(yù)平衡； 4）供電電源很好，但由于傳感器具有鐵損即磁芯磁化曲線(xiàn)本身存在非線(xiàn)性； 5）工頻干擾。它是用改變氣隙長(zhǎng)度的自感式傳感器為基礎(chǔ)組成的傳感器，其中感受氣體壓力的元件為膜盒，傳感器測(cè)量壓力的范圍將由膜盒的剛度來(lái)決定。其中閉磁路有變隙式和變面積式互感傳感器，開(kāi)磁路有螺線(xiàn)管式互感傳感器 ,其工作原理基本相同。 輸出含 有零點(diǎn)殘余電壓 ,根據(jù)輸出的大小判斷位移的大小 ,但不能辨別位移的方向，需要進(jìn)行相敏檢波。 互感式傳感器的應(yīng)用 附圖 電感測(cè)微儀及其電路框圖 a）軸向式測(cè)頭 b）測(cè)量電路框圖 1引線(xiàn) 2線(xiàn)圈 3銜鐵 4測(cè)力彈簧 5導(dǎo)桿 6密封罩 7測(cè)頭 2. 電感測(cè)微儀 電感式傳感器接成橋式電路，并用振蕩電路供電。 ? 經(jīng)相敏檢波、濾波后，其輸出電壓反映被測(cè)壓力的數(shù)值。 電渦流式傳感器 ? 電渦流傳感器結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，由 傳感器線(xiàn)圈和被測(cè)金屬導(dǎo)體 兩部分組。 為了分析方便，將電渦流式傳感器模型簡(jiǎn)化為如圖 。 ? 由電渦流式傳感器的工作原理可知，被測(cè)量變化可以轉(zhuǎn)換成傳感器線(xiàn)圈的參數(shù)如品質(zhì)因數(shù) Q、等效阻抗 Z和等效電感 L的變化。 LCf ?210 ?并聯(lián)諧振電路的諧振頻率 : （ 1）諧振調(diào)幅電路 該電路的由頻率穩(wěn)定的振蕩器（如石英振蕩器）提供穩(wěn)壓穩(wěn)頻的高頻激勵(lì)電壓，如圖 。待封口位置含鋁，檢測(cè)到封口位置時(shí)，電渦流效應(yīng)產(chǎn)生熱量，實(shí)現(xiàn)封口。 壓磁式傳感器 壓磁式傳感器具有輸出功率大、抗干擾能力強(qiáng)、過(guò)載性能好、結(jié)構(gòu)與電路簡(jiǎn)單、能在惡劣環(huán)境下工作、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。這兩個(gè)繞組在空間相互垂直。由于它具有測(cè)量精度高，受環(huán)境影響小，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單，可拼接成各種測(cè)量長(zhǎng)度并能保持單元精度，抗干擾性強(qiáng)，工藝性好，成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于大型機(jī)床和中型機(jī)床上，作為數(shù)字位移提供給顯示或控制裝置。 (1)調(diào)幅信號(hào)的形成 其勵(lì)磁電壓為 : si n si ns m du U t???c os sinc m du U t??? 由于感應(yīng)同步器磁系統(tǒng)可視為線(xiàn)性系統(tǒng)，根據(jù)疊加原理，定尺上的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 c o s ( sin c o s c o s sin )s c v m d x d xe e e K U t?