【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 （ 2）諧振調(diào)頻電路 傳感器線圈接在振蕩器中作為電感使用， L與 C構成諧振回路， 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，關于調(diào)幅電路參見自感式傳感器轉(zhuǎn)換電路部分。 簡化模型及等效電路 h 2 x 1 ras 3 ri ra (μrρ) 圖 電渦流式傳感器簡化模型 根據(jù)簡化模型， 傳感器線圈與短路線圈之間的關系可用如圖。 ? 線圈通入交變電流 I1，在線圈的周圍產(chǎn)生交變的磁場 H1 ? 位于該磁場中的金屬導體上產(chǎn)生感應電動勢并形成渦流 I2 ? 渦流 I2也產(chǎn)生相應的磁場 H2， H2與 H1方向相反 ? H2的作用 引起線圈等效阻抗、等效電感和品質(zhì)因素等發(fā)生相應的變化。當被測體帶動銜鐵以 x(t)振動時 , 導致差動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)構示意圖。 （ 2）鐵芯的 BH特性的非線性，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，次級繞組采用差動形式連接 , 故又稱 變壓器式傳感器 。 工作原理：當 P0=P 1時，活動銜鐵兩邊壓力相等，銜鐵處于對稱位置 — 零位，此時兩邊電感的起始間隙相等，因此兩個線圈的阻抗相等，即Z1 =Z2 =Z0；當 P0≠P1時，活動銜鐵產(chǎn)生位移，兩邊電感的間隙不相等，兩個線圈的阻抗也不相等， Z1 ≠Z2。 3）對供電電源有一定質(zhì)量要求，最好不用工頻。 一般是把 傳感器電感 L和一個固定電阻 R接入一個變壓器電橋 ,設計時使電感線圈具有高品質(zhì)因數(shù)，忽略其損耗電阻，則電感線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 2— 實際特性曲線 附圖 帶相敏檢波的測量電路 1. 輸入 交流電壓為正半周 ， A點電位為正， B點電位為負 ? V V4導通， V V3截止。為了測出電感量的變化，同時也為了送入下級電路進行放大和處理，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，該類傳感器隨放大器性能提高而得以廣泛應用。傳感器工作時，運動鐵心在線圈中伸入長度的變化，將使線圈磁路中的磁阻變化，從而引起螺管線圈電感值發(fā)生變化。為了減小非線性誤差 , 實際測量中廣泛采用 差動變氣隙式電感傳感器 ，采用兩個電氣參數(shù)和幾何尺寸完全相同的傳感線圈共用一個銜鐵來構成。 上式表明 , 當線圈匝數(shù)為常數(shù)時 , 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鐵心（稱為銜鐵）往下按，我們會發(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 ：利用線圈電感或互感的改變來實現(xiàn)非電量測量。廣泛應用于測量位移、振動、壓力、應變、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—— 鐵心導磁體的長度； l2—— 銜鐵導磁體的長度； μ1—— 鐵心的磁導率； μ2—— 銜鐵的磁導率； S1 —— 鐵芯材料的截面積； S2 —— 銜鐵材料的截面積； l0—— 空氣隙的長度； μ0 —— 空氣的磁導率； 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應盡量小，但 l0減小使被 測量的范圍 變小，同時 靈敏度的非線性誤差也將增加 。 開磁路式自感傳感器 螺管式自感傳感器 螺管式自感傳感器利用 載流螺線管原理 制成，所不同的是在載流螺線管內(nèi)有與外作用固連在一起的圓柱形運動鐵心。 22 2200 2 ()WrL r l rl??? ? ?因此，線圈空心時，其電感值為 由此可見，螺管式自感傳感器其磁路是 開放 的，氣隙磁路占很長的部分。 截面型自感傳感器靈敏度較低，截面型的優(yōu)點是具有較好的線性 ，因而測量范圍可取大些。 在圖 （ a）中， R R2為平衡電阻， Z Z2為工作臂，即差動式自感傳感器銜鐵在中間位置時單個線圈的阻抗 : Z1=r1+jωL1； Z2=r2+jωL2 其中 r r2為銜鐵在中間位置時單個線圈的串聯(lián)損耗電阻，L L2為銜鐵在中間位置時單個線圈的起始電感量， 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 造成零點殘余電壓的 主要原因 是： 1）差動式自感傳感器的兩個傳感器不完全對稱，如幾何尺寸不對稱、電氣參數(shù)不對稱及磁路參數(shù)不對稱； 2）線圈具有寄生電容，線圈與外殼、鐵心間存在分布電容； 3）供電電源中有高次諧波，而電橋只能對基波較好地預平衡； 4）供電電源很好，但由于傳感器具有鐵損即磁芯磁化曲線本身存在非線性； 5）工頻干擾。它是用改變氣隙長度的自感式傳感器為基礎組成的傳感器，其中感受氣體壓力的元件為膜盒，傳感器測量壓力的范圍將由膜盒的剛度來決定。其中閉磁路有變隙式和變面積式互感傳感器，開磁路有螺線管式互感傳感器 ,其工作原理基本相同。 輸出含 有零點殘余電壓 ,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，需要進行相敏檢波。 互感式傳感器的應用 附圖 電感測微儀及其電路框圖 a）軸向式測頭 b）測量電路框圖 1引線 2線圈 3銜鐵 4測力彈簧 5導桿 6密封罩 7測頭 2. 電感測微儀 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壓力的數(shù)值。 電渦流式傳感器 ? 電渦流傳感器結(jié)構很簡單，由 傳感器線圈和被測金屬導體 兩部分組。 為了分析方便，將電渦流式傳感器模型簡化為如圖 。 ? 由電渦流式傳感器的工作原理可知，被測量變化可以轉(zhuǎn)換成傳感器線圈的參數(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)頻的高頻激勵電壓，如圖 。待封口位置含鋁，檢測到封口位置時，電渦流效應產(chǎn)生熱量，實現(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、過載性能好、結(jié)構與電路簡單、能在惡劣環(huán)境下工作、壽命長等優(yōu)點。這兩個繞組在空間相互垂直。由于它具有測量精度高，受環(huán)境影響小，使用壽命長，維護簡單，可拼接成各種測量長度并能保持單元精度，抗干擾性強，工藝性好，成本低等優(yōu)點，因此廣泛應用于大型機床和中型機床上，作為數(shù)字位移提供給顯示或控制裝置。 (1)調(diào)幅信號的形成 其勵磁電壓為 : si n si ns m du U t???c os sinc m du U t??? 由于感應同步器磁系統(tǒng)可視為線性系統(tǒng)，根據(jù)疊加原理，定尺上的總感應電動勢為 c o s ( sin c o s c o s sin )s c v m d x d xe e e K U t?