【正文】 (411) ? 由式 (410)可見，由于渦流的影響，線圈阻抗的實數(shù)部分增大，虛數(shù)部分減小，因此線圈的品質(zhì)因數(shù) Q下降。 M隨它們之間的距離 x減小而增大。這樣，線圈與被測導體便等效為相互耦合的兩個線圈，如 圖 418所示。如果控制上述參數(shù)中一個參數(shù)改變，其余皆不變，就能構(gòu)成測量該參數(shù)的傳感器。若被測導體置于該磁場范圍內(nèi)，導體內(nèi)便產(chǎn)生電渦流，也將產(chǎn)生一個新磁場H2， H2與 H1方向相反，力圖削弱原磁場 H1，從而導致線圈的電感、阻抗和品質(zhì)因數(shù)發(fā)生變化。 ? 工作原理 ? 如 圖 417所示，有一通以交變電流的傳感器線圈。其結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、頻響范圍寬、不受油污等介質(zhì)的影響，并能進行非接觸測量，適用范圍廣。 ? 微壓力變送器測量線路包括直流穩(wěn)壓電源、振蕩器、相敏檢波和指示等部分，由于差動變壓器輸出電壓比較大，所以線路中不需用放大器。當被測壓力由接頭 1傳入膜盒 2時，其自由端產(chǎn)生一正比于被測壓力的位移，并且?guī)鱼曡F 6在差動變壓器線圈 5中移動，從而使差動變壓器輸出電壓。 ? 將差動變壓器和彈性敏感元件 (膜片、膜盒和彈簧管等 )相結(jié)合，可以組成各種形式的壓力傳感器。用于測定振動物體的頻率和振幅時其激磁頻率必須是振動頻率的 10倍以上，這樣可以得到精確的測量結(jié)果。常用于測量振動、厚度、應變、壓力、加速度等各種物理量。另外，還要求比較電壓的幅值盡可能大，一般情況下，其幅值應為信號電壓的 3～ 5倍。 ? (2) 差動相敏檢波電路 ? 圖 414所示是差動相敏檢波電路的一種形式。 圖 413(c)、 (d)用在連結(jié)高阻抗負載的場合，是電壓輸出型差動整流電路。 ? 如圖 413所示為差動整流電路，把兩個次級電壓分別整流后，以它們的差為輸出端，這樣，不必考慮次級電壓的相位和零點殘余電壓。在差動變壓器二次側(cè)串、并聯(lián)適當數(shù)值的電阻電容元件，當調(diào)整這些元件時，可使零點殘余電壓減小。 上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 采用補償線路減小零點殘余電壓。 ? 選用合適的測量電路。 ? 為了減小零點殘余電壓可采取以下方法： ? 盡可能保證傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)在磁路 Φ 的對稱。 ? (2) 零點殘余電壓產(chǎn)生的原因 ? 產(chǎn)生零點殘余電壓的原因主要有以下幾種： ? 差動的兩個線圈的電氣參數(shù)及導磁體的幾何尺寸不可能完全對稱； 上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 線圈的分布電容不對稱； ? 電源電壓中含有高次諧波； ? 傳感器工作在磁化曲線的非線性段。 ? 3. 零點殘余電壓 ? (1) 零點殘余電壓 ? 當差動變壓器的銜鐵處于中間位置時，理想條件下其輸出電壓為零。其中 E2的實線表示理想的輸出特性，而虛線部分表示實際的輸出特性。 ? 2. 輸出特性 ? 由圖 410可以看出一次繞組的電流為 ? 二次繞組的感應電動勢為 ? 由于二次繞組反向串接，所以輸出總電動勢為 ? 其有效值為 111jUIRL???? ? ?2 1 11jE M I?????2 2 12jE M I?????12 1211j ( ) jUE M M RL? ??? ? ? ??1 2 12 2211()()M M UERL?????上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 差動變壓器的輸出特性曲線如 圖 411所示。 ? 同樣道理，當銜鐵向二次繞組 L22一邊移動差動輸出電動勢仍不為零，但由于移動方向改變，所以輸出電動勢反相。當銜鐵移向二次繞組 L21一邊，這時互感 M1大， M2小，因而二次繞組L21內(nèi)感應電動勢大于二次繞組 L22內(nèi)感應電動勢，這時差動輸出電動勢不為零。 ? 對于差動變壓器，當銜鐵處于中間位置時，兩個二次繞組互感相同，因而由一次側(cè)激勵引起的感應電動勢相同。 ????s c s r210WUUSW???????2oo10WUUW???????上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 差動變壓器工作在理想情況下 (忽略渦流損耗、磁滯損耗和分布電容等影響 )，它的等效電路如 圖 410所示。三節(jié)式的零點電位較小，二節(jié)式比三節(jié)式靈敏度高、線性范圍大，四節(jié)式和五節(jié)式都是為改善傳感器線性度采用的方法。 )；當銜鐵向下移動時， 為負，輸出與輸入同相。1 2 1 1 2jjZ R LZ R L??????1112 ( j )srUIRL??? ????2011WsL ??????上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 次級線圈的輸出電壓為兩個線圈感應電勢之差 ? 而感應電勢分別為 ? 式中 M1及 M2為初級與次級之間的互感系數(shù)，其值分別為 2012WsL ???? ??2 1 2 2oU E E? ? ???21 1122 21jjE M IE M I??????????1 2 021111 2 02221W W sWMIW W sWMI????????????????φφ上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 式中， 、 分別為上下兩個磁系統(tǒng)中的磁通， ? 代入上式得 ? ? 忽略 Δ 2整理上式可得 ? 將 代入整理得 1φ 2φ1 1 1 2 1 1 2/ , /ssI W R I W R???φ φ11o 1 2 1 2 0 222j ( ) j ( )U M M I I W W s ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ???2102211o 11 2112jj WsWWU I L I?????? ? ?? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ?sr1112 ( j )UIRL???? ?sr2o 111 1 12j2 ( j )W UULW R L?????? ????上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 當 W》 R 時， ? 上式表明輸出電壓與銜鐵位移量成正比。 ? 2. 輸出特性 iU?2 1 2 2o 0U E E? ? ?? ? ?21 21EE???o 0U? ?上一頁 下一頁 返回 互感式電感傳感器 ? 設(shè)初級、次級線圈的匝數(shù)分別為 W W2，初級線圈電阻為 R，當有氣隙時，傳感器的磁回路中的總磁阻近似值為 ? Ra， 為初級線圈激勵電壓，在初始狀態(tài)時，初級線圈電感為 ? 初始時，初級線圈的阻抗分別為 ? 此時初級線圈的電流為 ? 當氣隙 變化時，兩個初級線圈的電感值分別為 srU?211 1 1 2aWLLR??39。 ? 當銜鐵偏離中間位置時，兩邊的氣隙不相等，這樣兩次級線圈的互感 M