[理学]N-31 自感式传感器2.ppt

u1 u2 + R - R D3 D2 D1 D4 R R T1 T2 - + 当衔铁在中间位置时，位移x（t）= 0，传感器输出电压Ｕ１=0,只有Ｕ２起作用。 正半周时 因为是从中心抽头，所以u1= u２ ，故i３= i４。流经RL的电流为　i０= i４－ i３ =０ i4 i3 u1 u2 - R + RL R D3 D2 D1 D4 R R T1 T2 + - 负半周时 同理可知i１= i２，所以流经RL的电流为 i０= i１－ i２ =０ i1 i2 u1 u2 + R - RL R D3 D2 D1 D4 R R T1 T2 - + D2 u1 u2 - R + RL R D3 D1 D4 R R T1 T2 + - e1 e2 - + - + i4 当衔铁在零位以上时，位移x(t) 0，Ｕ１与Ｕ２同频同相 正半周时 i3 故i４＞ i３，流经RL的电流为　i０= i４－ i３ ＞０ 负半周时 故i１＞ i２，流经RL的电流为　i０= i１－ i２ ＞０ i2 i1 D2 u1 u2 + R - RL R D3 D1 D4 R R T1 T2 - + e1 e2 + - + _ Ｕ２正半周Ｕ１负半周 故i４＜ i３。流经RL的电流为　i０= i４－ i３ ＜０ 当衔铁在零位以下时，位移x(t)＜ 0，Ｕ１与Ｕ２同频反相 i4 i3 D2 u1 u2 - R + RL R D3 D1 D4 R R T1 T2 + - e1 e2 + - + _ D2 u1 u2 + R - RL R D3 D1 D4 R R T1 T2 - + e1 e2 - + - + 同理:在Ｕ２负半周Ｕ１正半周时： i１＜ i２。流经RL的电流为　 i０= i１－ i２ ０．表示i0的 方向也与规定正方向相反。 i2 i1 结论： １．衔铁在中间位置时，无论参考电压是正半周还是负半周，在负载RL上的输出电压始终为0。 ２．衔铁在零位以上移动时，无论参考电压是正半周还是负半周，在负载RL上得到的输出电压始终为正。 ３．衔铁在零位以下移动时，无论参考电压是正半周还是负半周，在负载RL上得到的输出电压始终为负。 由此可见，该电路能判别铁芯移动的方向。 相敏检波前后的输出特性曲线 x 0 UL （a） 经过相敏检波电路后，正位移输出正电压， 负位移输出负电压。差动变压器的输出经过相敏检波以后，特性曲线由图的（a）变成（b），残存电压自动消失。 x 0 UL （b） (3) 谐振式调幅电路 电路的灵敏度很高，但是线性差，适用于线性要求不高的场合。 2.调频电路 传感器自感变化将引起输出电压频率的变化 G C L f 灵敏度很高，但线性差，适用于线性要求不高的场合 L f 0 3.调相电路 传感器电感变化将引起输出电压相位变化 4.自感传感器的灵敏度 传感器结构灵敏度 转换电路灵敏度 总灵敏度 第一项决定于传感器的类型 第二项决定于转换电路的形式 第三项决定于供电电压的大小 气隙型、变压器电桥 传感器 传感器灵敏度的单位为 mV/(μm·V) 电源电压为1V，衔铁偏移1μm时，输出电压为若干毫伏 * * * * * 3.1 自感式传感器 3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例 3.1.1 工作原理 线圈自感 Ψ——线圈总磁链,单位：韦伯； I——通过线圈的电流，单位：安培； W——线圈的匝数； Rm——磁路总磁阻，单位：1/亨。 a)气隙型 b)截面型 c)螺管型 自感式传感器原理图 l i ——各段导磁体的长度； U i——各段导磁体的磁导率； S i ——各段导磁体的截面积； δ ——空气隙的厚度； U0 ——真空磁导率 S ——空气隙截面积 变气隙型传感器 变截面型传感器 线圈中放入圆形衔铁 可变自感 螺管型传感器。 3.1 自感式传感器 3.1.1 工作原理 3.1.2 变气隙式自感传感器 3.1.3 变面积式自感传感器 3.1.4 螺线管式自感传感器 3.1.5 自感式传感器测量电路 3.1.6 自感式传感器应用举例 3.1.2 变气隙式自感传感器 通常气隙的磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻 L与δ之间是非线性关系 当衔铁处于初始位置时， 初始电感量为 当衔铁上移Δδ时，则 ， 代入式（3.1.6）式并整理得 上式用泰勒