《5-4 电感式传感器 (1c).》.ppt

* * 调频电路的基本原理是传感器电感L变化将引起输出电压频率的变化。 一般是把传感器电感L和电容C接入一个振荡回路中。当L变化时, 振荡频率随之变化, 根据 f 的大小即可测出被测量的值。特性曲线表明, 它具有明显的非线性关系。 谐振式调频电路 今日要点 测量电路 ※ 差动整流电路 ※ 相敏检波电路 互感式传感器（差动变压器式） ※ 工作原理 ※ 输出特性 ※ 测量电路  ☆ ☆ * * 4.2 互感式传感器(差动变压式) 被测量使衔铁移动，引起初次级线圈间的互感变化，形成输出电压的变化。 M1 M2 差动变压器等效电路 mutual-inductor * * 1 1 L j r U I w + = 1 1 一、工作原理 输出电压 输出阻抗 M1 M2 差动变压器等效电路 * * ① 当衔铁处中间位置 ② 当衔铁偏离中间位置 * * 实际特性 曲 线 理论特性 曲 线 ΔU0 零 点 残余电压 差动变压器 输出电压特性曲线 + * * 实际上, 当衔铁位于中心位置时, 差动变压器输出电压并不等于零, 我们把差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压。 零点残余电压主要是由传感器的两次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等问题引起的。 零点残余电压一般在几十毫伏以下，在实际使用时，应设法减小。 * * (a,b,c)变气隙式、 (d,e)变面积式、 (f)螺旋式 差动变压器结构 * * 二、测量电路： 差动变压器输出的是交流电压, 若用交流电压表测量, 只能反映衔铁位移的大小, 而不能反映移动方向。 测量值中将包含零点残余电压。 为了达到能辨别移动方向和消除零点残余电压的目的, 实际测量时, 常常采用差动整流电路和相敏检波电路。 09:41 * 桥路联接 桥路的灵敏度是反串联接法的一半，由于有Rω，则无需调零电路。 结论 1. 差动整流电路 22 21 2 U U U - = 反串联接 ) ( 2 1 ) ( 2 1 22 21 22 22 21 2 U U U U U U - = - + = 1 U 2 2 U 2 1 U 2 U U 2 2 U 2 1 U 0 U R 1 R 2 R W + * * 全波电流输出 当衔铁位于零位 当衔铁位于零位以上 当衔铁位于零位以下 Iab＝I1－I2 I1＝I2 Iab＝0 I1 I2 Iab0 I1 I2 Iab 0 半波电流输出 * * 电流输出型电路，用在低阻抗负载场合 电压输出型电路，用在高阻抗负载场合 注意 当衔铁位于零位 当衔铁位于零位以上 当衔铁位于零位以下 Uab＝Uac－Ubc Uac＝Ubc Uab＝0 Uac Ubc Uab 0 Uac Ubc Uab 0 全波电压输出 半波电压输出 * * 2. 相敏检波电路 u0的幅值要远大于输入信号u2的幅值, 以便有效控制四个二极管的导通状态。 u0和u2由同一振荡器供电，保证二者同频、同相或反相。 输入检测 信号u2 参考信号u0 * * ★设 位移Δx 0 u2与u0同频同相 ★若 u2与u0均为正半周 VD1、ＶD4截止 VD2、VD3导通 可得等效电路： (n1,2是T1,2的变压比) * * ★当 u2、u0均为负半周 VD2、VD3截止 VD1、VD4导通 只要位移Δx0, 不论u2与u0是正半周还是负半周, 负载RL两端得到的电压uL均为正。 结论： * * 同理，当Δx0时,u2与u0为同频反相。采用上述相同的分析方法不难得到当Δx0时, 不论u2与u0是正半周还是负半周, 负载电阻RL两端得到的输出电压uL表达式总是为负。 所以上述相敏检波电路输出电压uL的变化规律充分反映了被测位移量的变化规律, 即uL的值反映位移Δx的大小, 而uL的极性则反映了位移Δx的方向。 * * 优点：实现非接触式测量 4.3 电涡流式传感器 eddy current 今日要点 电涡流式传感器 1、工作原理 2、电涡流传感器分类 3、应用举例 ☆ * * 一、基本原理 1.电涡流效应 成块的金属置于激励线圈产生的交变磁场中，金属体内则产生感应电流，电流流线呈闭合的水涡曲线——电涡流效应。 D X b d 金属导体 线圈 2R 2r h * * I2/I1 X/D