3电感传器案例.ppt

差动变压器式布匹张力控制 当卷取辊转动太快时，布料的张力将增大，导致张力辊向上位移，使差动变压器的衔铁不再处于中间位置。N21与N1之间的互感量M1减少，N22与N1的互感量M2增大，因此U21减小，U22增大，经差动整流之后，Uo为负值，去控制伺服电动机，使它的转速变慢，从而使张力恒定。 电感式圆度计 采用旁向式电感测微头 电感式圆度测试系统 旁向式电感测微头 电感式圆度测量系统 旋转盘 测量头 圆度测量打印 作业 P83 3-6、3-7 * * * 相敏检波输出特性与非相敏检波比较 a）普通检波 b）相敏检波 1－理想特性曲线 2－实际特性曲线 E0－零点残余电压 Δx0－位移的不灵敏区 具有中央零位的 指示仪表 实测得到的 相敏检波电路的特性曲线 通过调零电路，可使输出曲线平移到原点。 衔铁位移时的实验数据及曲线 第二节 差动变压器传感器 复习电工知识： 全波整流电路中用到的“单相变压器”有一个一次绕组，有两个二次绕组。 当一次线圈加上交流激磁电压Ui后，将在两个二次线圈中产生感应电压UO1、UO2。在全波整流电路中，两个二次绕组正向串联，总电压等于两个二次线圈的电压之和。 请将变压器的二次绕组N21、N22的有关端点按全波整流电路的要求正确地连接起来。 普通的全波整流变压器接线 两个二次侧绕组同向串联（第一个绕组的尾端与第二个绕组的首端相连），串联后的输出电压等于两个绕组电压之和。 变压器的两个二次绕组N21、N22的有关端点按全波整流电路的连接： Uo 10V 10V =20V 接地 差动变压器传感器的工作原理 差动变压器是把被测位移量转换为一次线圈与二次绕组间的互感量M的变化的装置。由于两个二次线圈采用差动接法，故称为差动变压器。目前应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器。 在差动变压器的线框上绕有一个输入绕组（称一次绕组）；在同一线框的上端和下端再绕制两个完全对称的绕组（称二次线圈），它们反向串联（输出电压相互抵消），组成差动输出形式。图中标有黑点的一端称为同名端，通俗的说法是指绕组的“头”。 差动变压器式传感器的等效电路及接线 结构特点： 两个二次绕组反向串联，组成差动输出形式。 请将二次绕组N21、N22的有关端点正确地连接起来，并指出哪两个为输出端点。 差动接法的输出电压为uo= u21-u22 差动变压器的输出波形 . 差动变压器的输出特性 1－理想输出特性 2－非相敏检波实际输出特性 3－相敏检波实际输出特性 Δx0－位移的不灵敏区 灵敏度与线性度 差动变压器的灵敏度一般可达0.1V/mm，行程越小，灵敏度越高。 为了提高灵敏度，励磁电压不超过10V为宜。电源频率以1~10kHz为好。 差动变压器线性范围约为线圈骨架长度的1/10左右。 例：欲测量Φ120mm?2mm轴的直径误差，应选择线圈骨架长度为多少的差动变压器（或电感传感器）为宜 ？ （注：Δx=4mm） 差动变压器的差动整流测量电路 差动变压器的二次电压u21、u22分别经VD1～VD4、VD5～VD8组成的两个普通桥式电路整流，变成直流电压Ua0和Ub0。由于Uao与Ubo是反向串联的，所以UC3=Uab=Ua0-Ub0。该电路是以两个桥路整流后的直流电压之差作为输出,不涉及相位。 RP是调零电位器。 工件直径D增大，衔铁上移时的输出波形在第一象限 Ｃ3、Ｃ4和Ｒ3、Ｒ4组成低通滤波电路，其时间常数τ≥10T （T为激励源的周期） Ua0＞Ub0 , 所以Uab ＞0 输出直流电压为正值 工件直径D减小，衔铁下移时的输出波形在第四象限,可以从输出电压的正负值来判断衔铁位移的方向。 当差动变压器采用差动整流测量电路时,应恰当设置二次绕组的电压,使在衔铁最大位移时,仍然能大于二极管的死区电压（0.5V）的10倍,才能克服二极管的正向非线性的影响,减小测量误差。 Ua0＜Ub0 , 所以Uab ＜ 0 输出直流电压为负值 差动整流的特点 电路是以两个桥路整流后的直流电压之差作为输出的，所以称为差动整流电路。它不但可以反映位移的大小（电压的幅值），还可以反映位移的方向。 上图中的RP是用来微调电路平衡的， VD1~VD4、VD5~VD8组成普通桥式整流电路， Ｃ3、Ｃ4、Ｒ3、Ｒ4组成低通滤波电路，Ａ1及Ｒ21、Ｒ22、Ｒf、Ｒ23组成差动减法放大器，用于克服a、b两点的对地共模电压。 线性差动变压器（LVDT） 随着微电子技术的发展，目前已能将差动整流电路中的激励源、相敏或差动整流电路、信号放大电路、温度补偿电路等做成厚膜电路，装入差动变压器的外壳（靠近电缆引出部