【正文】 最高測(cè)量轉(zhuǎn)速可達(dá) 60萬(wàn) r/min 。 該信號(hào)經(jīng)電路處理便可得到被測(cè)轉(zhuǎn)速 。 因此 ， 隨著輸入軸的旋轉(zhuǎn) ，從振蕩器輸出的信號(hào)中包含有與轉(zhuǎn)速成正比的脈沖頻率信號(hào) 。 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(cè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ， 電渦流傳感器與輸出軸的距離變?yōu)閐0+Δd。 3. 圖 432所示為電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器工作原理圖 。 ΔU經(jīng)放大器放大后 ， 通過(guò)指示儀表即可指示出帶材的厚度變化值 。 如果被測(cè)帶材厚度改變量為 Δδ， 則兩傳感器與帶材之間的距離也改變一個(gè) Δδ， 兩傳感器輸出電壓此時(shí)為 2Uo177。 若帶材厚度不變 ， 則被測(cè)帶材上 、 下表面之間的距離總有 x1+x2=常數(shù)的關(guān)系存在 。 . . . . . 圖 430 透射式渦流厚度傳感器結(jié)構(gòu)原理圖 被 測(cè) 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(cè)厚儀測(cè)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(yùn)行過(guò)程中上下波動(dòng)的影響 ， 在帶材的上 、 下兩側(cè)對(duì)稱地設(shè)置了兩個(gè)特性完全相同的渦流傳感器 S1和 S2。 因此 ， 可根據(jù) U2電壓的大小得知被測(cè)金屬板的厚度 。 如果將被測(cè)金屬板放入兩線圈之間 ， 則 L1線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)將導(dǎo)致在金屬板中產(chǎn)生電渦流 , 并將貫穿金屬板 ， 此時(shí)磁場(chǎng)能量受到損耗 ， 使到達(dá) L2的磁通將減弱為 φ1′， 從而使 L2產(chǎn)生的感應(yīng)電壓 U2下降 。 在被測(cè)金屬板的上方設(shè)有發(fā)射傳感器線圈 L1， 在被測(cè)金屬板下方設(shè)有接收傳感器線圈 L2。 除此之外， 交流電橋也是常用的測(cè)量電路。 因此 ， 輸出電壓也隨 x而變化 。 石英晶體振蕩器起恒流源的作用 ， 給諧振回路提供一個(gè)頻率 （ f0） 穩(wěn)定的激勵(lì)電流 io， LC )( ZfiU oo ? （ 448） 式中 , Z為 LC回路的阻抗。 此時(shí)電纜分布電容并聯(lián)在大電容 C C3上 ， 因而對(duì)振蕩頻率 f的影響將大大減小 。 1. 調(diào)頻式電路 圖 428 調(diào)頻式測(cè)量電路 (a) 測(cè)量電路框圖； (b) 振蕩電路 頻率計(jì)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(cè)導(dǎo)體距離 x改變時(shí) ， 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(jì)直接測(cè)量 ， 或者通過(guò) fV變換 ， 用數(shù)字電壓表測(cè)量對(duì)應(yīng)的電壓 。 可見(jiàn)： 因渦流效應(yīng) ， 線圈的品質(zhì)因素 Q下降 。 根據(jù)簡(jiǎn)化模型 ， 可畫(huà)出如 圖 424所示的等效電路圖 。 通過(guò)與傳感器配用的測(cè)量電路測(cè)出阻抗 Z的變化量 ， 即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該參數(shù)的測(cè)量 。 式中 , r為線圈與被測(cè)體的尺寸因子 。 根據(jù)愣次定律 ， H2的作用將反抗原磁場(chǎng) H1， 由于磁場(chǎng) H2的作用 ， 渦流要消耗一部分能量 ， 導(dǎo)致傳感器線圈的等效阻抗發(fā)生變化 。 圖 421 差動(dòng)變壓器式加速度傳感器原理圖 11B2A? x ( t )1— 懸臂梁；2— 差 動(dòng) 變 壓器 電渦流式傳感器 工作原理 圖 422 （ a） 傳感器激勵(lì)線圈 。 測(cè)量時(shí) ， 將懸臂梁底座及差動(dòng)變壓器的線圈骨架固定 ， 而將銜鐵的 A端與被測(cè)振動(dòng)體相連 ， 此時(shí)傳感器作為加速度測(cè)量中的慣性元件 ， 它的位移與被測(cè)加速度成正比 ， 使加速度測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰频臏y(cè)量 。 圖 421為差動(dòng)變壓器式加速度傳感器的原理結(jié)構(gòu)示意圖 。 （ b） 差動(dòng)變壓器激磁電壓波形 。 當(dāng) Δx0時(shí)： u2與 us為同頻反相 。 輸出電壓 uo表達(dá)式與式 （ 438） 相同 。 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(shí)：二極管 VD VD3截止 ， VDVD4導(dǎo)通 。 RL為負(fù)載電阻 。 輸出信號(hào) uo從變壓器 T1與 T2的中心抽頭引出 。 . . . . . . . . . . (2) 相敏檢波電路 輸入信號(hào) u2(差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的調(diào)幅波電壓 )通過(guò)變壓器 T1加到環(huán)形電橋的一個(gè)對(duì)角線上 。 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(gè)次級(jí)線圈的輸出瞬時(shí)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(shí) ， 因?yàn)?U24=U68， 所以 U2=0；當(dāng)銜鐵在零位以上時(shí) ， 因?yàn)?U24 U68 ， 則 U2 0；而當(dāng)銜鐵在零位以下時(shí) ， 則有 U24 U68， 則 U2 0。 為了達(dá)到能辨別移動(dòng)方向和消除零點(diǎn)殘余電壓的目的 ，實(shí)際測(cè)量時(shí) ， 常常采用差動(dòng)整流電路和相敏檢波電路 。 . 3. 差動(dòng)變壓器式傳感器測(cè)量電路 問(wèn)題： （ 1） 差動(dòng)變壓器的輸出是 交流電壓 (用交流電壓表測(cè)量 ， 只能反映銜鐵位移的大小 ， 不能反映移動(dòng)的