变磁阻式传感器.pptVIP

4、差动式自感传感器： * 第29页，共78页，编辑于2022年，星期三 对变气隙差动式，若衔铁上移　　（上气隙减小，下气隙增大）时，上线圈1的电感相对变化为： 两线圈差动连接时，灵敏度为： * 第30页，共78页，编辑于2022年，星期三 差动式自感传感器的输出特性 * 第31页，共78页，编辑于2022年，星期三 1、输出端对称电桥 (图a) 电源电势为E，于是 设工作时 二、测量电路---电桥电路  * 第32页，共78页，编辑于2022年，星期三 输出电压幅值和阻抗分别为 经变换和整理后可写成： 通常由于 因此要求线圈有较高的Q值，这时 * 第33页，共78页，编辑于2022年，星期三 若以变压器两个次级作为电桥平衡臂（图b）。由于变压器次级的阻抗通常远小于电感线圈的阻抗，常可忽略，则输出阻抗为： * 第34页，共78页，编辑于2022年，星期三 2、电源端对称电桥 其中 * 第35页，共78页，编辑于2022年，星期三 三、自感式传感器的误差 1、输出特性的非线性 减小非线性常用的方法是采用差动结构和限制测量范围。如变气隙式常取（1/5~1/10）气隙长度，螺管式取（1/3~1/10）线圈长度。 * 第36页，共78页，编辑于2022年，星期三 对于差动式则应保证其对称性，合理选择衔铁长度和线圈匝数。最佳的长度和匝数一般用实验方法获得。 * 第37页，共78页，编辑于2022年，星期三 另一种有效的方法是采用阶梯形线圈。 阶梯形线圈 * 第38页，共78页，编辑于2022年，星期三 2、零位误差 　所谓零位误差，就是输入为零时，输出不为零，有残余电压输出。 差动电感传感器，零位电压如图中Uz就是零点输出误差信号的电压值，称为零点残余电压。 * 第39页，共78页，编辑于2022年，星期三 产生基波分量的主要原因：传感器两线圈的电气参数和几何尺寸的不对称，以及构成电桥另外两臂的电气参数不一致。 零位电压的组成十分复杂，如图b，包含：基波和高次谐波。 造成高次谐波分量的主要原因：磁性材料磁化曲线的非线性。 此外，激励信号中包含的高次谐波及外界电磁场的干扰，也会产生高次谐波。 * 第40页，共78页，编辑于2022年，星期三 3、温度误差 采用差动电桥电路补偿法。 采用稳压稳频措施； 工作点一定要选在磁化曲线的线性段； 采用电感线圈严格对称的差动电桥。 4、电源电压和频率波动造成的误差： * 第41页，共78页，编辑于2022年，星期三 四、自感式传感器的应用 参见教材P84 * 第42页，共78页，编辑于2022年，星期三 当堂练习 变气隙型自感传感器，衔铁断面积S=4×4mm2，气隙总长度=0.8mm，衔铁最大位移=±0.08mm，激磁线圈匝数N=2500匝，导线直径d=0.06mm，电阻率 ρ=1.75×10-6Ω.cm。当激磁电源频率f=4000Hz时，忽略漏磁及铁损。要求计算： (1)线圈电感值； (2)电感的最大变化量； (3)当线圈外断面积为11×11mm2时的直流电阻值； (4)线圈的品质因数; (5)当线圈存在200pF分布电容与之并联后，其等效电感值变化多大？ * 第43页，共78页，编辑于2022年，星期三 参考答案 (1) =0.157H (2) 已知衔铁的最大位移 =±0.08mm，所以 =0.039H (3) 已知平均匝长lav=11×4mm，所以线圈直流电阻(铜陨电阻) =681欧 (4)线圈的品质因数 * 第44页，共78页，编辑于2022年，星期三 参考答案 (4) 等效阻抗 等效电感 等效电感值变化 * 第45页，共78页，编辑于2022年，星期三 一、传感器线圈的电气参数分析 复习 1、工作原理 2、结构形式 3、测量电路 4、误差分析 二、自感式传感器 5、应用 * 第46页，共78页，编辑于2022年，星期三 第三节 互感式传感器（差动变压器） 新课 一、工作原理 二、结构形式 三、测量电路 四、误差分析 第四节、电涡流式传感器 五、应用 一、工作原理 二、结构形式 三、测量电路 四、误差分析 五、应用 * 第47页，共78页，编辑于2022年，星期三 互感的有关知识 1、互感的概念 2、互感电动势的计算 3、互感的物理意义