傳感器與檢測(cè)技術(shù)52力敏傳感器-文庫(kù)吧資料
2024-10-25 10:45本頁(yè)面
【正文】 1121IMjeIMje????11212121 mRNNINM ??? ? 21212222 mRNNINM ??? ?? ?1111122212 LjReMMjeee?? ??????N2為次級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)。 在理想情況下 (忽略線(xiàn)圈寄生電容及銜鐵損耗 )， 差動(dòng)變壓器的等效電路如圖 。螺管形差動(dòng)變壓器根據(jù)初、次級(jí)排列不同有二節(jié)式、三節(jié)式、四節(jié)式和五節(jié)式等形式。4銜鐵 1 2 4 3 1 2 3 (a)氣隙型 (b)螺管型 其基本元件有銜鐵、初級(jí)線(xiàn)圈、次級(jí)線(xiàn)圈和線(xiàn)圈框架等。 1 初級(jí)線(xiàn)圈 。 ELRLUSSC 2222 ?????2222 LRZ S ???變壓器電橋的輸出電壓幅值 輸出阻抗為 (略去變壓器副邊的阻杭，它遠(yuǎn)小于電感的阻抗 ) 二 、 差動(dòng)變壓器 （ 一 ） 結(jié)構(gòu)原理與等效電路 分氣隙型和差動(dòng)變壓器兩種 。 但是 ， 為了判別交流信號(hào)的相位 ， 需接入專(zhuān)門(mén)的相敏檢波電路 。雙臂工作時(shí)，設(shè)Z1=Z–ΔZ， Z2=Z+ΔZ，相當(dāng)于差動(dòng)式自感傳感器的銜鐵向一側(cè)移動(dòng)，則 ZZEUSC??2同理反方向移動(dòng)時(shí) ZZEU SC ??? 2可見(jiàn) ， 銜鐵向不同方向移動(dòng)時(shí) ， 產(chǎn)生的輸出電壓 Usc大小相等 、 方向相反 ， 即相位互差 180186。 該電橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 其電阻 R R2可用兩個(gè)電阻和一個(gè)電位器組成 ， 調(diào)零方便 。 當(dāng) Q值很高時(shí) ， Usc＝ ； SSRRLL ???LLE ?2② 當(dāng) Q值很低時(shí) ， 自感線(xiàn)圈的電感遠(yuǎn)小于電阻 ， 電感線(xiàn)圈相當(dāng)于純電阻 (ΔZ＝ Rs)， 交流電橋即為電阻電橋 。 在實(shí)際測(cè)量中 ， 只希望有同相分量 ， 如能使 或 Q值比較大 ， 均能達(dá)到此目的 。工作時(shí)， Z1=Z+Δ Z和 Z2=ZΔ Z ZL R1 R2 Z2 Z1 L1 L2 RS1 RS2 交流電橋原理圖 USC E 2121RRZZ ?ZRZZZZEULLSC ?????2其輸出電壓幅值 LjRLjREZZEUSSSC ??????????22當(dāng) ZL→∞ 時(shí) ? ? ? ?ELRLELRRLUSSSSC 222222222 ????????????? ?2)( 22 LRRZ S ????輸出阻抗 ?????????????? ???????????? ??????????????SSSSSC RRLLQjLLRREU111112 22SRLQ ?? 為自感線(xiàn)圈的品質(zhì)因數(shù)。 C L Rc Re （ 四 ） 測(cè)量電路 交流電橋 交流電橋是 自感 傳感器的主要測(cè)量電路，為了提高靈敏度，改善線(xiàn)性度， 自感 線(xiàn)圈一般接成差動(dòng)形式，如圖。 （三）自感線(xiàn)圈的等效電路 假設(shè) 自感 線(xiàn)圈為一理想純電感，但實(shí)際傳感器中包括：線(xiàn)圈的銅損電阻 （ Rc）、 鐵芯的渦流損耗電阻 （ Re）和線(xiàn)圈的寄生電容 （ C）。 這種差動(dòng)螺管式自感傳感器的測(cè)量范圍為 (5～ 50)mm,非線(xiàn)性誤差在 ％ 左右 。 為了提高靈敏度與線(xiàn)性度 ,常采用差動(dòng)螺管式自感傳感器 。 若被測(cè)量與 Δlc成正比 ，則 ΔL與被測(cè)量也成正比 。 螺管線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)分布曲線(xiàn) r x l H（ ） IN l x（ l） 鐵芯在開(kāi)始插入（ x=0）或幾乎離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)的靈敏度，比鐵芯插入線(xiàn)圈的 1/2長(zhǎng)度時(shí)的靈敏度小得多。 傳感器工作時(shí) ， 因鐵芯在線(xiàn)圈中伸入長(zhǎng)度的變化 ， 引起螺管線(xiàn)圈自感值的變化 。其工作行程很小 ,若取 lδ＝ 2mm,則行程為 (—)mm；較大行程的位移測(cè)量 ,常利用螺管式自感傳感器 1 線(xiàn)圈 Ⅰ 自感特性； 2 線(xiàn)圈 Ⅱ 自感特性； 3 線(xiàn)圈 Ⅰ 與 Ⅱ 差動(dòng)自感特性； 4 特性曲線(xiàn) 差動(dòng)式自感傳感器的輸出特性 r x 螺旋管 鐵心 單線(xiàn)圈螺管型傳感器結(jié)構(gòu)圖 l （ 二 ） 螺管型自感傳感器 有單線(xiàn)圈和差動(dòng)式兩種結(jié)構(gòu)形式 。 75 50 25 0 50 75 100 L/mH lδ/mm 100 25 LD 4 3 2 1 Ⅰ Ⅱ 1 2 3 4 Δ lδ Δ lδ 對(duì)差動(dòng)氣隙式傳感器其 Δlδ/lδ與l/(lδμr)的變化受到靈敏度和非線(xiàn)性失真相互矛盾的制約 ,因此只能適當(dāng)選取 。 2)(11?????????????rllll?????① 差動(dòng)式自感傳感器的靈敏度比單線(xiàn)圈傳感器提高一倍 ② 差動(dòng)式自感傳感器非線(xiàn)性
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