差动变压器位移传感器的1.doc

课 程 设 计 任 务 书 分 院（系） 信息学院 专 业 测控技术与仪器 学 生 姓 名 张春梅 学 号 1003020307 设 计 题 目 差动变压器位移传感器 内容及要求： 利用差动变压器设计位移传感器 （2）利用给定的数据设计电路图,并解释清楚原理 （3）根据设计的电路进行改进提高测量精度 （4）测位移的传感器用差动变压器 要求在课程设计报告中给出： 1)简述元器件装置的结构和电路原理图。 2)调试过程，说明发现的向题及处理过程。 3)系统调试并写出测试结果。 4)总结结论。 进度安排： 2012年12月27日—2012年12月31日 根据设计要求和内容查阅参考文献或资料，提出设计方案，进行原理设计。 2013年1月9日—2013年1月11日 根据设计方案，进行调试，测试，撰写课程设计报告，答辩。 指导教师（签字）： 年 月 日 分院院长（签字）： 年 月 日  目录 1摘要 1 2引言 2 3.螺线管式差动变压器传感器 2 3.1差动变压器式传感器简介 2 3.2 工作原理 3 4.差动变压器的测量电路及其仿真 4 4.1差动整流电路 5 4.2相敏检波电路： 7 4.3零点残余误差补偿 9 5.差动变压器位移传感器的改进 10 5.1差动电压接放大器电路及其仿真 10 5.2整流信号接滤波电路 11 6.使用器件清单 12 7 总结 13 8.参考文献 13 1.摘要 ------差动变压器位移传感器的基本知识介绍 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。在有些学科领域，传感器又称为敏感元件、检测器、转换器等。 通常传感器由敏感元件和转换元件组成。 其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号的部分。由于传感器的输出信号一般都很薄弱，因此需要有信号调理与转换电路对其进行放大等。 电感式传感器是利用电磁感应原理，将被测非电量的变化转换成线圈的自感或互感变化的机电转换装置。它也常用来检测位移、振动、力、应变、流量、比重等物理量。 电感式传感器的种类很多。根据传感器转换原理不同，可分为自感式、互感式、涡流式、压磁式和感应同步器等。根据结构形式不同，可分为气隙式和螺管式两种。根据改变的参数不同，又可分为变气隙厚度式、变气隙面积式、变铁芯导磁率式三种。 电感传感器具有以下优点：结构简单，工作可靠，寿命长；灵敏度高，分辨率高；测量精度高，线性好；性能稳定，重复性好；输出阻抗小，输出功率大；抗干扰能力强，适合在恶劣环境中工作。电感传感器的缺点是：频率低，动态响应慢，不宜作快速动态测量；存在交流零位信号；要求附加电源的频率和幅值的稳定度高；其灵敏度、线性度和测量范围相互制约，测量范围越大，灵敏度越低。 关键字：相敏检波 转换电路 差动变压器 2引言 随着社会科技进步，人们生活水平不断提高，人们对生活的追求也在日新月异，在满足人们需求的同时，对距离的测量也在提升，为了节省人力资源，传感器是最佳选择，它可以让人们方便地测出两地位移，并通过检测技术来精确信息。而差动变压器位移传感器便能精确的测得位移。 3.螺线管式差动变压器传感器 3.1差动变压器式传感器简介 把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动形式连接，故称差动变压器式传感器。 差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，图为差动变压器的结构示意图。在非电量测量中， 应用最多的是螺线管式差动变压器， 它可以测量1～100mm机械位移，并具有测量精度高、灵敏度高、 结构简单、性能可靠等优点 工作原理 感Ma≠Mb，两次级绕组的互感电势≠Es2，输出电压=Es1-Es2≠0，即差动变压器有电压输出， 此电压的大小与极性反映被测体位移的大小 图1差动变压器等效电路 图3 4.差动变压器的测量电路及其仿真 差动变压器输出的是交流电压，若要用交流模拟或者数字电压表测量，只能反映铁芯位移的大小，不能反映移动的方向。另外其测量值必定含有零点残余电压。为了达到能判别移动方向和消除零点残余电压的目的，实际应用中，常采用的测量电路主要有