第4章电感式传感器2.ppt

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1、1 初级线圈初级线圈;2.3次级线圈次级线圈;4衔铁衔铁1243(a)气隙型气隙型123(b)螺管型螺管型4图图4-10 4-10 差动变压器线圈各种排列形式差动变压器线圈各种排列形式1 1 初级线圈；初级线圈；2 2 次级线圈；次级线圈；3 3 衔铁衔铁(a a)二节式二节式 (b)(b)三节式三节式 (c)(c)四节式四节式 (d)(d)五节式五节式31121 2112212123 三节式的零点电位较小，二节式比三节式灵三节式的零点电位较小，二节式比三节式灵敏度高、线性范围大，四节式和五节式改善了传敏度高、线性范围大，四节式和五节式改善了传感器线性度。感器线性度。差动变压器的等效电路差动变

2、压器的等效电路LPRS2LS1M1M2LS2RS1RPiU0U 差动变压器工作在理想情况下（差动变压器工作在理想情况下（忽略涡流损忽略涡流损耗、磁滞损耗和分布电容等影响耗、磁滞损耗和分布电容等影响）时的等效电路：）时的等效电路：当次级开路时，初级绕组的交流电流为：当次级开路时，初级绕组的交流电流为：PP.iP.LjRUI次级绕组的感应电动势为：次级绕组的感应电动势为：.P.IMjU11.P.IMjU22由于次级绕组反向串接，故差动变压器输出电压为由于次级绕组反向串接，故差动变压器输出电压为.012 4-19iPPUUjMMRj L 其有效值为其有效值为22210PPiLRUMMU 铁芯处于中间

3、位置时，铁芯处于中间位置时，MM1 1=M M2 2=MM，U U0 0=0=0 铁芯上升时，铁芯上升时，MM1 1=M M+MM，MM2 2=M M-MM LRMUUPPi2202 铁芯下降时，铁芯下降时，MM1 1=M M-MM，MM2 2=M M+MM LRMUUPPi2202e21e22差动变压器输出差动变压器输出电势电势与衔铁与衔铁位移位移x x的关系。的关系。其中其中x x表示衔铁表示衔铁偏离中心位置的偏离中心位置的距离。距离。0 x图图4-124-12差动变压器输出特性差动变压器输出特性1 1、激励电压幅值与频率的影响、激励电压幅值与频率的影响激励电源电压幅值的波动，会使线圈激激

4、励电源电压幅值的波动，会使线圈激励磁场的磁通发生变化，直接影响输出电势。励磁场的磁通发生变化，直接影响输出电势。而频率的波动，只要适当地选择频率，其影而频率的波动，只要适当地选择频率，其影响不大。响不大。4.2.2 4.2.2 差动变压器的输出特性差动变压器的输出特性2 2、温度变化的影响、温度变化的影响周围环境温度的变化，引起线圈及导磁周围环境温度的变化，引起线圈及导磁体磁导率的变化，从而使线圈磁场发生变化体磁导率的变化，从而使线圈磁场发生变化产生温度漂移。当线圈品质因数较低时，影产生温度漂移。当线圈品质因数较低时，影响更为严重，因此，采用响更为严重，因此，采用恒流源恒流源激励比恒压激励比恒

5、压源激励有利。适当提高线圈品质因数并采用源激励有利。适当提高线圈品质因数并采用差动电桥可以减少温度的影响。差动电桥可以减少温度的影响。0 x1 1 基波正交分量基波正交分量(b)(b)波形分析波形分析13245UZtUiUZUt2 2 基波同相分量基波同相分量 3 3 二次谐波二次谐波4 4 三次谐波三次谐波 5 5 电磁干扰电磁干扰U0+x-x210相敏检波后的输出特性相敏检波后的输出特性CR(a)1U0U(b)CR1U0UCR(a)1U0UR2WR1C(c)1U0ULW(d)1U0UR2图4-15 全波差动整流电路电压波形R1abhgcfde1U0UR2图4-15 全波差动整流电路电压波形

6、R1abh gcfde1U0UhgdcghdcUUUUU0铁芯在零位以上铁芯在零位以上铁芯在零位铁芯在零位ttUdcUghtU0Udc图4-15 全波差动整流电路电压波形tttUghU0tUdctUghtU0全波差动整流电全波差动整流电路电压波形路电压波形u1u2+R-RD3D2D1D4RRT1T2-+0U 12Uu1u2+R-RD3D2D1D4RRT1T2-+0U 12ULRRui14L3RRui2u1u2-R+RLRD3D2D1D4RRT1T2+-0U 12Ui4i3L2RRui1L1RRui2i1RLi2u1u2+R-RD3D2D1D4RRT1T2-+0U 12UD2u1u2-R+RLRD3D1D4RRT1T2+-0U 12Ue1e2-+-+i4LRReui214L2RReui23i3u1u2+R-RD3D2D1D4RRT1T2-+01 U2UL121RReuiL112RReuii2i1e1-+e2-LRReui214L2RReui230U 1e1e2+-+-D2u1u2-R+RLRD3D1D4RRT1T2+-2Ui4i3L121RReuiL112RReuiD2u1u2-R+RLRD3D1D4RRT1T2+-2U+-+-0U 1e1e2i2i1