變磁阻式傳感器ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 18:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (零位電壓 )，造成零位誤差，如圖 (a)所示。圖 零位 誤 差 (ａ )零位 電壓 ； (ｂ )相 應(yīng) 波形第 3章 變磁阻式傳感器使傳感器輸出特性在零點(diǎn)附近的范圍內(nèi)不靈敏 (靈敏度下降 )，限制著分辨力的提高。 若傳感器輸出作為伺服系統(tǒng)的控制信號(hào)，零位電壓還會(huì)使伺服電機(jī)發(fā)熱，甚至產(chǎn)生零位誤動(dòng)作。 ?過大的零位電壓會(huì)使放大器提前飽和，堵塞有用信號(hào)通過，致使儀器不再反映被測(cè)量的變化。 零點(diǎn)殘余電壓危害：第 3章 變磁阻式傳感器（ 1）由于兩個(gè)二次測(cè)量線圈的 等效參數(shù)不對(duì)稱 ，使其輸出的基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幅值和相位不同，調(diào)整磁芯位置時(shí)，也不能達(dá)到幅值和相位同時(shí)相同。 （ 2）由于鐵芯的 BH特性的非線性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消。 （ 3）勵(lì)磁電壓波形中含有高次諧波。 ?產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因 第 3章 變磁阻式傳感器一種常用的方法是采用補(bǔ)償電路，其原理為：(1)串聯(lián)電阻消除基波零位電壓；(2)并聯(lián)電阻消除高次諧波零位電壓；(3)加并聯(lián)電容消除基波正交分量或高次諧波分量。圖 零位電壓補(bǔ)償電路 (ａ )典型接法； (ｂ )實(shí)際電路第 3章 變磁阻式傳感器 ?環(huán)境溫度的變化會(huì)引起自感傳感器的零點(diǎn)溫度漂移、靈敏度、線性度和相位的變化，造成溫度誤差。環(huán)境溫度對(duì)自感傳感器的影響主要通過：(1)材料的線膨脹系數(shù)引起零件尺寸的變化；(2)材料的電阻率溫度系數(shù)引起線圈銅阻的變化；(3)磁性材料磁導(dǎo)率溫度系數(shù)、繞組絕緣材料的介質(zhì)溫度系數(shù)和線圈幾何尺寸變化引起線圈電感量及寄生電容的改變等造成。第 3章 變磁阻式傳感器變磁阻式傳感器的應(yīng)用 ? 變隙電感式壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)壓力進(jìn)入膜盒時(shí)，膜盒的頂端在壓力 P的作用下產(chǎn)生與壓力 P大小成正比的位移，于是銜鐵也發(fā)生移動(dòng)， 從而使氣隙發(fā)生變化， 流過線圈的電流也發(fā)生相應(yīng)的變化，電流表A的指示值就反映了被測(cè)壓力的大小。 ?第 3章 變磁阻式傳感器當(dāng)被測(cè)壓力進(jìn)入 C形彈簧管時(shí)， C形彈簧管產(chǎn)生變形， 其自由端發(fā)生位移，帶動(dòng)與自由端連接成一體的銜鐵運(yùn)動(dòng)，使線圈 1和線圈 2中的電感發(fā)生大小相等、符號(hào)相反的變化。即一個(gè)電感量增大，另一個(gè)電感量減小。電感的這種變化通過電橋電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出。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。 變隙式差動(dòng)電感壓力傳感器 第 3章 變磁阻式傳感器第三 節(jié) 互感式 傳 感器互感式傳感器是一種線圈 互感 隨銜鐵 位移 變化的變磁阻式傳感器。傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，與自感式傳感器統(tǒng)稱為電感式傳感器。在非電量測(cè)量中，應(yīng)用最多的是 螺線管式 差動(dòng)變壓器， 它可以測(cè)量 1～ 100mm機(jī)械位移，并具有測(cè)量精度高、靈敏度高、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。 閉合磁路開磁路初、次級(jí)間的互感為常數(shù)初、次級(jí)間的互感隨銜鐵移動(dòng)而變且兩個(gè)次級(jí)繞組按差動(dòng)方式工作又稱為差動(dòng)變壓器互感式傳感器 變壓器第 3章 變磁阻式傳感器兩個(gè) 初級(jí)繞組的同名端順向串聯(lián)， 兩個(gè) 次級(jí)繞組的同名端則反相串聯(lián)。 第 3章 變磁阻式傳感器一 .工作原理與類型216。在忽略線圈寄生電容與鐵心損耗的情況下，差動(dòng)變壓器的 等效電路 如圖 315所示。U， I—— 初級(jí)線圈激勵(lì)電壓與電流 (頻率為 ω)；? L1， R1—— 初級(jí)線圈電感與電阻； ?M1， M2— 初級(jí)與次級(jí)線圈 1， 2間的互感；L21， L22和 R21， R22—— 分別為兩個(gè)次級(jí)線圈的電感和電阻。根據(jù)變壓器原理，傳感器開路輸出電壓為兩次級(jí)線圈感應(yīng)電勢(shì)之差：(329)第 3章 變磁阻式傳感器銜鐵在中間位置時(shí) 若兩次級(jí)線圈參數(shù)與磁路尺寸相等，則 M1＝ M2＝ M， U0＝ 0。銜鐵偏離中間位置時(shí) M1≠M(fèi)2由于差動(dòng)工作，有 M1＝ M+ΔM1， M2＝ MΔM2。在一定范圍內(nèi)， ΔM1＝ ΔM2＝ ΔM，差值 (M1M2)與銜鐵位移成比例。216。于是，在負(fù)載開路情況下，輸出電壓及其有效值分別為(330)第 3章 變磁阻式傳感器(232)(330)(331)式中 ESO—— 銜鐵在中間位置時(shí)，單個(gè)次級(jí)線圈的感應(yīng)電勢(shì) 第 3章 變磁阻式傳感器圖 變 氣隙式差動(dòng)變壓器變氣隙式變面積式螺管由式 (329)可知， 差動(dòng)變壓器的輸出特性與初級(jí)線圈對(duì)兩個(gè)次級(jí)線圈的互感之差有關(guān)第 3章 變磁阻式傳感器(333)結(jié)構(gòu)型式不同，互感的計(jì)算方法也不同。 Π型差動(dòng)變壓器的 輸出特性 為式中 δ為初始?xì)庀叮?W1為初級(jí)線圈匝數(shù)； W2為次級(jí)線圈匝數(shù)； Δδ為銜鐵上移量216。上式表明，輸出電壓 U0與銜鐵位移 Δδ成比例，216。負(fù)號(hào) 表明 Δδ向上為正時(shí)，輸出電壓 U0與電源電壓 U反相； Δδ向下為負(fù)時(shí)，兩者同相。輸出特性曲線如圖 。推導(dǎo)過程略第 3章 變磁阻式傳感器圖 差 動(dòng)變壓 器的特性 (ａ )輸 出特性； (ｂ )相位特性第 3章 變磁阻式傳感器216。 由式 (333) (334)① 靈敏度隨電源電壓 U和變壓比 W2： W1的增大而提高，隨初始?xì)庀对龃蠖档?。?傳感器的增加次級(jí)匝數(shù) W2與增大激勵(lì)電壓 U將提高靈敏度。216。但 W2過大，會(huì)使傳感器體積變大，且使零位電壓增大；216。U過大，易造成發(fā)熱而影響穩(wěn)定性，還可能出現(xiàn)磁飽和，216。因此常取 ～ 8V，并使功率限制在 1VA以下。分析結(jié)論： 可得 Π形差動(dòng)變壓器的靈敏度表達(dá)式第 3章 變磁阻式傳感器(335)216。當(dāng)激勵(lì)頻率過低時(shí)， ωL1R1，式 (330)(330)差動(dòng)變壓器的靈敏度隨頻率 ω而增加。216。當(dāng) ω增加使 ωL1R1時(shí)，式 (330)變?yōu)?336)此時(shí)，靈敏度與頻率無關(guān)，為一常數(shù)。
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1