傳感器與檢測(cè)技術(shù)電感式傳感器

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1、第 3章 電 感 式 傳 感 器3.1 自 感 式 傳 感 器3.2 變 壓 器 式 傳 感 器3.3 渦 流 式 傳 感 器3.4 壓 磁 式 傳 感 器3.5 感 應(yīng) 同 步 器本 章 要 點(diǎn) 下 頁(yè)返 回 電 感 式 傳 感 器 是 利 用 線 圈 自 感 或 互 感 的 變 化 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 測(cè) 量的 一 種 裝 置 。 可 以 用 來(lái) 測(cè) 量 位 移 、 振 動(dòng) 、 壓 力 、 流 量 、 重 量 、力 矩 、 應(yīng) 變 等 多 種 物 理 量 。 電 感 式 傳 感 器 的 核 心 部 分 是 可 變 自 感 或 可 變 互 感 ， 在 被測(cè) 量 轉(zhuǎn) 換 成 線 圈 自 感 或 互 感

2、 的 變 化 時(shí) 。 一 般 要 利 用 磁 場(chǎng) 作 為媒 介 或 利 用 鐵 磁 體 的 某 些 現(xiàn) 象 。 這 類 傳 感 器 的 主 要 特 征 是 具有 線 圈 繞 組 。 圖 庫(kù) 3.1 自 感 式 傳 感 器 |3.1.1 自 感 式 傳 感 器 的 工 作 原 理|3.1.2 靈 敏 度 與 非 線 性|3.1.3 等 效 電 路|3.1.4 轉(zhuǎn) 換 電 路|3.1.5 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓|3.1.6 自 感 式 傳 感 器 的 特 點(diǎn) 及 應(yīng) 用 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.1.1 自 感 式 傳 感 器 的 工 作 原 理 電 感 值 與 以 下 幾 個(gè) 參 數(shù) 有

3、關(guān) ： 與 線 圈 匝 數(shù) w平 方 成正 比 ； 與 空 氣 隙 有 效 截 面 積 S0成 正 比 ； 與 空 氣 隙 長(zhǎng)度 l0所 反 比 。 圖 3-l 自 感 式 傳 感 器 原 理 圖 圖 3-2 截 面 型 自 感 式 傳 感 器 B為 動(dòng) 鐵 芯 (通 稱 銜 鐵 ) A為 固 定 鐵 芯 圖 3-3 差 動(dòng) 自 感 式 傳 感 器 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回0 0022l SWL 圖 庫(kù) 3.1.1 自 感 式 傳 感 器 的 工 作 原 理 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.1.1 自 感 式 傳 感 器 的 工 作 原 理 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.1.1 自 感 式 傳 感

4、 器 的 工 作 原 理 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.1.2 靈 敏 度 與 非 線 性氣 隙 型 其 靈 敏 度 為 ： 差 動(dòng) 式 傳 感 器 其 靈 敏 度 ： 以 上 結(jié) 論 在 滿 足 l/l0 1時(shí) 成 立 。 從 提 高 靈 敏 度 的 角 度 看 ， 初 始 空 氣 隙 l0距 離 人 應(yīng) 盡 量 小 。 其結(jié) 果 是 被 測(cè) 量 的 范 圍 也 變 小 。 同 時(shí) ， 靈 敏 度 的 非 線 性 也 將 增 加 。如 采 用 增 大 空 氣 隙 等 效 截 面 積 和 增 加 線 圈 匝 數(shù) 的 方 法 來(lái) 提 高 靈敏 度 ， 則 必 將 增 大 傳 感 器 的 幾 何

5、 尺 寸 和 重 量 。 這 些 矛 盾 在 設(shè) 計(jì)傳 感 器 時(shí) 應(yīng) 適 當(dāng) 考 慮 。 與 截 面 型 自 感 傳 感 器 相 比 ， 氣 隙 型 的 靈敏 度 較 高 。 但 其 非 線 性 嚴(yán) 重 ， 自 由 行 程 小 ， 制 造 裝 配 困 難 。 因此 近 年 來(lái) 這 種 類 型 的 使 用 逐 漸 減 少 。 差 動(dòng) 式 傳 感 器 其 靈 敏 度 與單 極 式 比 較 。 其 靈 敏 度 提 高 一 倍 ， 非 線 性 大 大 減 小 。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 20000 )(1 l ll llLlLS )(12 2000 l lllS 圖 庫(kù) 3.1.3 等 效 電 路 自

6、感 式 傳 感 器 從 電 路 角 度 來(lái) 看 并 非 純 電 感 ， 它 既有 線 圈 的 銅 耗 ， 又 有 鐵 芯 的 渦 流 及 磁 滯 損 耗 ， 這 可用 折 合 的 有 功 電 阻 抗 Rq表 示 。 此 外 ， 無(wú) 功 阻 抗 除 電感 之 外 還 包 括 繞 組 間 分 布 電 容 。 這 部 分 電 容 用 集 總參 數(shù) C表 示 ， 一 個(gè) 電 感 線 圈 的 完 整 等 效 電 路 可 用 圖 3-4表 示 。 圖 3-4 電 感 線 圈 等 效 電 路 (3-7) 式 中 R m-磁 路 總 磁 阻 ； Za-鐵 芯 部 分 的 磁 阻 抗 ； Z0-空 氣 隙 的

7、磁 阻 抗 。 圖 15-9 取 樣 保 持 原 理 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回022 zzWRmWL m 圖 庫(kù) 3.1.4 轉(zhuǎn) 換 電 路 自 感 式 傳 感 器 實(shí) 現(xiàn) 了 把 被 測(cè) 量 的 變 化 轉(zhuǎn) 變 為 電 感量 的 變 化 。 為 了 測(cè) 出 電 感 量 的 變 化 ， 同 時(shí) 也 為 了 送入 下 級(jí) 電 路 進(jìn) 行 放 大 和 處 理 。 就 要 用 轉(zhuǎn) 換 電 路 把 電感 變 化 轉(zhuǎn) 換 成 電 壓 (或 電 流 )變 化 。 把 傳 感 器 電 感 接入 不 同 的 轉(zhuǎn) 換 電 路 后 ， 原 則 上 可 將 電 感 變 化 轉(zhuǎn) 換 成電 壓 (或 電 流 )的 幅 值 、

8、 頻 率 、 相 位 的 變 化 ， 它 們 分別 稱 為 調(diào) 幅 、 調(diào) 頻 、 調(diào) 相 電 路 。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.1.4 轉(zhuǎn) 換 電 路一 、 調(diào) 幅 電 路 調(diào) 幅 電 路 的 一 種 主 要 形 式 是 交 流 電 橋 。 圖 3-5(a)所 示 為 交 流 電 橋 的 一 般 形 式 。 橋 臂 Zi可 以 是 電 阻 、電 抗 或 阻 抗 元 件 。 當(dāng) 空 載 時(shí) ， 其 輸 出 稱 為 開 路 輸 出電 壓 ， 表 達(dá) 式 如 下 。 式 中 U為 電 源 電 壓 。 圖 3-5 交 流 電 橋 的 一 般 形 式 及 等 效 電 路 (a) 電 阻 平 衡

9、臂 電 橋 (b)變 壓 器 電 橋 圖 3-6 交 流 電 橋 的 兩 種 實(shí) 用 形 式 圖 3-7 諧 振 式 調(diào) 幅 電 路 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 U)ZZ)(ZZ( ZZZZU)ZZ ZZZ Z(U 4321 324143 312 10 圖 庫(kù) 3.1.4 轉(zhuǎn) 換 電 路二 、 調(diào) 頻 電 路 調(diào) 頻 電 路 的 基 本 原 理 是 傳 感 器 電 感 L變 化 將 引 起 輸出 電 壓 頻 率 f的 變 化 。 一 般 是 把 傳 感 器 電 感 L和 一 個(gè)固 定 電 容 C接 入 一 個(gè) 振 蕩 回 路 中 ， 如 圖 3-8(a)所 示 。當(dāng) L變 化 時(shí) ， 振 蕩 頻 率

10、隨 之 變 化 ， 根 據(jù) 的 f大 小 即 可測(cè) 出 被 測(cè) 量 值 。 當(dāng) L有 了 微 小 變 化 L后 ， 頻 率 變 化 f為 圖 3-8 調(diào) 頻 電 路 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 LLfLCLCf 2)(41 2/3 圖 庫(kù) 3.1.4 轉(zhuǎn) 換 電 路三 、 調(diào) 相 電 路 調(diào) 相 電 路 的 基 本 原 理 是 傳 感 器 電 感 L變 化 將 引 起 輸出 電 壓 相 位 的 變 化 。 圖 3-9(a)所 示 是 一 個(gè) 相 位 電橋 ， 一 臂 為 傳 感 器 L， 另 一 臂 為 固 定 電 阻 R。 設(shè) 計(jì) 時(shí)使 電 感 線 圈 具 有 高 品 質(zhì) 因 數(shù) 。 忽 略 其 損

11、 耗 電 阻 ， 則電 感 線 圈 與 固 定 電 阻 上 壓 降 UL與 UR互 相 垂 直 ， 如 圖 3-9(b)所 示 。 當(dāng) 電 感 L變 化 時(shí) ， 輸 出 電 壓 U0的 幅 值 不 變 ，相 位 角 隨 之 變 化 。 與 L的 關(guān) 系 為 式 中 -電 源 角 頻 率 圖 3-9 調(diào) 相 電 路 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 RLtg 12 圖 庫(kù) 3.1.4 轉(zhuǎn) 換 電 路 在 這 種 情 況 下 ， 當(dāng) L有 微 小 變 化 L后 ， 輸 出 電 壓相 位 變 化 為 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 LLRL RL 2)/(1 )/(2 圖 庫(kù) 3.1.5 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 它 表 現(xiàn)

12、在 電 橋 預(yù) 平 衡 時(shí) ， 無(wú) 法 實(shí) 現(xiàn) 平 衡 ， 最 后總 要 存 在 著 某 個(gè) 輸 出 值 U0， 這 稱 為 零 點(diǎn) 殘 余 電壓 ， 如 圖 3一 10所 示 。 圖 3-10 U0-l特 性 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.1.6 自 感 式 傳 感 器 的 特 點(diǎn) 以 及 應(yīng) 用 自 感 式 傳 感 器 有 如 下 幾 個(gè) 特 點(diǎn) ： 靈 敏 度 比 較 好 ， 目 前 可 測(cè) 0.1 m的 直 線 位 移 ， 輸 出 信 號(hào) 比 較 大 、 信 噪 比 較 好 ； 測(cè) 量 范 圍 比 較 小 ， 適 用 于 測(cè) 量 較 小 位 移 ； 存 在 非 線 性 ； 消 耗 功

13、 率 較 大 ， 尤 其 是 單 極 式 電 感 傳 感 器 ， 這 是 由于 它 有 較 大 的 電 磁 吸 力 的 緣 故 ； 工 藝 要 求 不 高 ， 加 工 容 易 。 圖 3-11 測(cè) 氣 體 壓 力 的 電 感 傳 感 器 圖 3-12 壓 差 傳 感 器 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.2 變 壓 器 式 傳 感 器|3.2.1 工 作 原 理|3.2.2 等 效 電 路 及 其 特 性|3.2.3 差 動(dòng) 變 壓 器 式 傳 感 器 的 測(cè) 量 電 路|3.2.4 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 的 補(bǔ) 償|3.2.5 變 壓 器 式 傳 感 器 的 應(yīng) 用 舉 例 下 頁(yè)上 頁(yè)返

14、回 圖 庫(kù) 3.2.1 工 作 原 理 變 壓 器 式 傳 感 器 是 將 非 電 量 轉(zhuǎn) 換 為 線 圈 間 互 感 M的一 種 磁 電 機(jī) 構(gòu) ， 很 象 變 壓 器 的 工 作 原 理 ， 因 此 常 稱變 壓 器 式 傳 感 器 。 這 種 傳 感 器 多 采 用 差 動(dòng) 形 式 。 圖3-13所 示 為 典 型 結(jié) 構(gòu) 原 理 。 其 中 ： A、 B為 兩 個(gè) 山 字形 固 定 鐵 芯 ， 在 其 窗 中 各 繞 有 兩 個(gè) 線 圈 ， W1a及 W1b為一 次 繞 組 ， W2a及 W2b為 二 次 繞 組 ； C為 銜 鐵 。 圖 3-14所 示 為 改 變 氣 隙 有 效 截

15、 面 積 型 差 動(dòng) 變 壓 器 式 傳 感 器 。 圖 3-13 氣 隙 型 差 動(dòng) 變 壓 器 式 傳 感 器 圖 3-14 截 面 積 型 差 動(dòng) 變 壓 器 式 傳 感 器 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.2.2 等 效 電 路 及 特 性 圖 3-15 差 動(dòng) 變 壓 器 式 傳 感 器 等 效 電 路 圖 3-16 輸 出 信 號(hào) 的 幅 頻 、 相 頻 特 性 曲 線 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.2.3 差 動(dòng) 變 壓 器 式 傳 感 器 的 測(cè) 量 電 路 差 分 變 壓 器 隨 銜 鐵 的 位 移 輸 出 一 個(gè) 調(diào) 幅 波 ， 因 而 用 電壓 表 來(lái) 測(cè) 量 存 在

16、下 述 問 題 ： 總 有 零 位 電 壓 輸 出 ， 因 而零 位 附 近 的 小 位 移 量 困 難 。 交 流 電 壓 表 無(wú) 法 判 別 銜 鐵移 動(dòng) 方 向 ， 為 此 常 采 用 必 要 的 測(cè) 量 電 路 來(lái) 解 決 。 一 、 相 敏 檢 測(cè) 電 路 二 、 差 動(dòng) 整 流 電 路 圖 3-17 差 動(dòng) 變 壓 器 動(dòng) 態(tài) 測(cè) 量 時(shí) 的 波 形 圖 3-19 相 敏 檢 波 前 后 的 輸 出 特 性 曲 線 圖 3-20 差 分 整 流 電 路 (a)全 波 電 流 輸 出 ， (b)半 波 電 流 輸 出 (c)全 波 電 壓 輸 出 , (d)半 波 電 壓 輸 出 圖

17、 3-21 全 波 整 流 電 壓 輸 出 電 路 的 輸 出 波 形 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.2.3 差 動(dòng) 變 壓 器 式 傳 感 器 的 測(cè) 量 電 路 二 、 差 分 整 流 電 路 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.2.4 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 的 補(bǔ) 償 與 電 感 傳 感 器 相 似 ， 差 分 變 壓 器 也 存 在 零 點(diǎn) 殘 余 電壓 問 題 。 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 的 存 在 使 得 傳 感 器 的 特 性 曲線 不 通 過(guò) 原 點(diǎn) ， 并 使 實(shí) 際 特 性 不 同 于 理 想 特 性 。 圖 3-22 補(bǔ) 償 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 的 電 路 下 頁(yè)上

18、頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.2.5 變 壓 器 式 傳 感 器 的 應(yīng) 用 舉 例 與 電 感 傳 感 器 相 似 ， 差 分 變 壓 器 也 存 在 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓?jiǎn)?題 。 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 的 存 在 使 得 傳 感 器 的 特 性 曲 線 不 通過(guò) 原 點(diǎn) ， 并 使 實(shí) 際 特 性 不 同 于 理 想 特 性 。 圖 3-23 差 動(dòng) 變 壓 器 式 位 移 傳 感 器 圖 3-24 差 動(dòng) 變 壓 器 式 壓 力 傳 感 器 圖 3-25 微 壓 傳 感 器 圖 3-26 加 速 度 傳 感 器 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.3 渦 流 式 傳 感 器|3.3.1 工 作

19、 原 理|3.3.2 轉(zhuǎn) 換 電 路|3.3.3 渦 流 式 傳 感 器 的 特 性 及 應(yīng) 用 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.3.1 工 作 原 理 金 屬 導(dǎo) 體 置 于 變 化 著 的 磁 場(chǎng) 中 ， 導(dǎo) 體 內(nèi) 就 會(huì) 產(chǎn) 生感 應(yīng) 電 流 ， 稱 之 為 電 渦 流 或 渦 流 。 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 渦流 效 應(yīng) 。 渦 流 式 傳 感 器 就 是 在 這 種 渦 流 效 應(yīng) 的 基 礎(chǔ)上 建 立 起 來(lái) 的 。 圖 3-27 渦 流 式 傳 感 器 基 本 原 理 圖 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.3.2 轉(zhuǎn) 換 電 路 由 渦 流 式 傳 感 器 的 工 作 原 理 可

20、 知 ， 被 測(cè) 量 數(shù) 變 化 可 以轉(zhuǎn) 換 成 傳 感 器 線 圈 的 品 質(zhì) 因 素 Q、 等 效 阻 抗 Z和 等 效 電 感L的 變 化 。 轉(zhuǎn) 換 電 路 的 任 務(wù) 是 把 這 些 種 參 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 為 電 壓或 電 流 輸 出 。 總 的 來(lái) 說(shuō) ， 利 用 Q值 的 轉(zhuǎn) 換 電 路 使 用 較 少 ，這 里 不 作 討 論 。 利 用 z的 轉(zhuǎn) 換 電 路 一 般 用 橋 路 ， 它 屬 于調(diào) 幅 電 路 。 利 用 L的 轉(zhuǎn) 換 電 路 一 般 用 諧 振 電 路 ， 根 據(jù) 輸出 是 電 壓 幅 值 還 是 電 壓 頻 率 ， 諧 振 電 路 又 分 為 調(diào) 幅 和 調(diào)

21、頻 兩 種 。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.3.2 轉(zhuǎn) 換 電 路 一 、 橋 路 二 、 諧 振 調(diào) 幅 電 路 三 、 諧 振 調(diào) 頻 電 路 圖 3-28 渦 流 式 傳 感 器 電 橋 圖 3-29 諧 振 調(diào) 幅 電 路 圖 3-30 諧 振 調(diào) 幅 電 路 特 性 圖 3-31 調(diào) 頻 電 路 原 理 圖 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.3.3 渦 流 式 傳 感 器 的 特 性 及 應(yīng) 用 渦 流 式 傳 感 器 的 特 點(diǎn) 是 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 易 于 進(jìn) 行 非 接 觸 的連 續(xù) 測(cè) 量 ， 靈 敏 度 較 高 ， 適 用 性 強(qiáng) ， 因 此 得 到 了 廣 泛 的應(yīng)

22、用 。 圖 3-32 低 頻 透 射 渦 流 測(cè) 厚 儀 原 理 圖 3-33 不 同 頻 率 下 的 e=f(h)曲 線 圖 3-34 軌 跡 儀 原 理 結(jié) 構(gòu) 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.4 壓 磁 式 傳 感 器|3.4.1 工 作 原 理|3.4.2 結(jié) 構(gòu) 形 式 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.4.1 工 作 原 理 某 些 鐵 磁 物 質(zhì) 在 外 界 機(jī) 械 力 的 作 用 下 ， 其 內(nèi) 部 產(chǎn) 生 機(jī)械 應(yīng) 力 ， 從 而 引 起 磁 導(dǎo) 率 的 改 變 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 “ 壓 磁效 應(yīng) ” 。 相 反 ， 某 些 鐵 磁 物 質(zhì) 在 外 界 磁 場(chǎng) 的 作

23、 用 下 會(huì) 產(chǎn)生 變 形 ， 有 些 伸 長(zhǎng) ， 有 些 則 壓 縮 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 “ 磁 致伸 縮 ” 。 當(dāng) 某 些 材 料 受 拉 時(shí) ， 在 受 力 方 向 上 的 磁 導(dǎo) 率 增 高 ， 而在 與 作 用 力 相 垂 直 的 方 向 上 磁 導(dǎo) 率 降 低 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為正 磁 致 伸 縮 ； 與 此 相 反 的 稱 為 負(fù) 磁 致 伸 縮 。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.4.1 工 作 原 理 鐵 磁 材 料 的 壓 磁 應(yīng) 變 靈 敏 度 表 示 方 法 與 應(yīng) 變 靈 敏 度 系 數(shù)表 示 方 法 相 似 。 式 中 = / -磁 導(dǎo) 率 的 相

24、 對(duì) 變 化 ； l= l/l-在 機(jī) 械 力 的 作 用 下 鐵 磁 物 質(zhì) 的 相 對(duì) 變 形 。 壓 磁 應(yīng) 力 靈 敏 度 同 樣 定 義 為 ： 單 位 機(jī) 械 應(yīng) 力 所 引 起 的 磁 導(dǎo)率 相 對(duì) 變 化 = / ， 即 利 用 上 述 介 紹 的 關(guān) 系 可 以 做 成 壓 磁 傳 感 器 。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 /S llS l / 圖 庫(kù) 3.4.2 結(jié) 構(gòu) 形 式 一 、 利 用 一 個(gè) 方 向 磁 導(dǎo) 率 的 變 化 二 、 利 用 兩 個(gè) 方 向 上 磁 導(dǎo) 率 的 改 變 三 、 維 捷 曼 效 應(yīng) 圖 3-35 壓 磁 式 傳 感 器 結(jié) 構(gòu) 形 式 之 一 圖

25、 3-36 壓 磁 式 傳 感 器 結(jié) 構(gòu) 形 式 之 二 圖 3-37 利 用 維 捷 曼 效 應(yīng) 進(jìn) 行 測(cè) 量 的 原 理 圖 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.5 感 應(yīng) 同 步 器|3.5.1 工 作 原 理|3.5.2 類 型 與 結(jié) 構(gòu)|3.5.3 輸 出 信 號(hào) 的 測(cè) 量 方 法|3.5.4 誤 差 分 析 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.5.1 工 作 原 理 感 應(yīng) 同 步 器 是 應(yīng) 用 電 磁 感 應(yīng) 原 理 來(lái) 測(cè) 量 直 線 位 移 或 轉(zhuǎn)角 位 移 的 一 種 器 件 。 測(cè) 量 直 線 位 移 的 稱 為 直 線 感 應(yīng) 同 步器 ， 測(cè) 量 轉(zhuǎn) 角 位 移 的

26、 稱 為 圓 感 應(yīng) 同 步 器 。 感 應(yīng) 同 步 器 是 根 據(jù) 兩 個(gè) 平 面 形 繞 組 的 互 感 隨 位 置 而 變化 的 原 理 制 造 的 。 直 線 感 應(yīng) 同 步 器 由 定 尺 和 滑 尺 兩 部 分組 成 ， 而 圓 感 應(yīng) 同 步 器 由 轉(zhuǎn) 子 和 定 子 兩 部 分 組 成 。 在 定尺 和 滑 尺 、 轉(zhuǎn) 子 和 定 子 上 制 有 印 刷 電 路 繞 組 ， 其 截 面 結(jié)構(gòu) 如 圖 3-38所 示 。 工 作 時(shí) 利 用 繞 組 間 其 相 對(duì) 位 置 變 化 而產(chǎn) 生 的 電 磁 耦 合 作 用 發(fā) 出 相 應(yīng) 于 位 移 或 轉(zhuǎn) 角 的 信 號(hào) ， 從而

27、 達(dá) 到 測(cè) 量 目 的 。 圖 3-38 定 尺 和 滑 尺 印 刷 電 路 截 面 結(jié) 構(gòu) 圖 3-39 定 尺 和 滑 尺 繞 組 分 布 示 意 圖 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.5.2 類 型 與 結(jié) 構(gòu) 一 、 長(zhǎng) 形 感 應(yīng) 同 步 器 ,又 稱 為 直 線 感 應(yīng) 同 步 器 ,它 可 分 為 標(biāo) 準(zhǔn) 型 及 窄 型 兩 種 。 二 、 圓 形 感 應(yīng) 同 步 器 ， 又 稱 為 旋 轉(zhuǎn) 型 感 應(yīng) 同 步 器 三 、 繞 組 結(jié) 構(gòu) 圖 3-40 標(biāo) 準(zhǔn) 型 直 線 感 應(yīng) 同 步 器 的 外 型 尺 寸 圖 3-41 窄 型 直 線 感 應(yīng) 同 步 器 的 外 型 尺 寸

28、 圖 3-42 圓 形 感 應(yīng) 同 步 器 的 外 型 尺 寸 圖 3-43 定 尺 、 滑 尺 繞 組 示 意 圖 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.5.3 輸 出 信 號(hào) 的 測(cè) 量 方 法 感 應(yīng) 同 步 器 的 輸 出 信 號(hào) 是 一 個(gè) 能 反 映 其 定 片 與 動(dòng) 片 相 對(duì)位 移 的 交 變 電 勢(shì) ， 因 而 對(duì) 輸 出 信 號(hào) 的 處 理 的 本 質(zhì) 是 對(duì) 交 變電 勢(shì) 的 檢 測(cè) 。 就 其 特 性 而 言 ， 可 用 其 幅 值 和 相 位 兩 個(gè) 物 理參 量 來(lái) 描 述 。 對(duì) 于 由 感 應(yīng) 同 步 器 組 成 的 檢 測(cè) 系 統(tǒng) ， 可 以采 取 不 同 的 勵(lì)

29、 磁 方 式 。 并 對(duì) 輸 出 信 號(hào) 有 不 同 的 處 理 方 法 。從 勵(lì) 磁 方 式 來(lái) 說(shuō) ， 可 分 類 兩 大 類 ： 一 類 是 以 滑 尺 (或 定 子 )勵(lì) 磁 ， 由 定 尺 (或 轉(zhuǎn) 子 )取 出 感 應(yīng) 電 勢(shì) 信 號(hào) ； 另 一 類 以 定 尺為 勵(lì) 磁 ， 由 滑 尺 取 出 感 應(yīng) 電 勢(shì) 信 號(hào) 。 目 前 用 的 最 多 的 是 第一 類 勵(lì) 磁 方 式 。 對(duì) 輸 出 感 應(yīng) 電 勢(shì) 信 號(hào) 可 采 取 不 同 的 處 理 方法 來(lái) 達(dá) 到 測(cè) 量 目 的 ， 一 般 分 為 鑒 幅 型 和 鑒 相 型 兩 種 檢 測(cè) 系統(tǒng) 。 圖 3-44 函 數(shù) 變

30、 壓 器 抽 頭 方 法 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 3.5.4 誤 差 分 析 感 應(yīng) 同 步 器 的 誤 差 由 多 種 因 素 造 成 的 ， 有 電 磁 作 用 的因 素 ， 如 繞 組 自 感 的 存 在 ， 繞 組 端 部 連 線 的 單 匝 耦 合 、各 種 連 線 的 影 響 等 等 ， 還 有 器 件 制 造 精 度 、 安 裝 誤 差 、工 作 環(huán) 境 的 變 化 等 因 素 都 會(huì) 引 起 測(cè) 量 誤 差 。 一 、 零 位 誤 差 二 、 細(xì) 分 誤 差 三 、 環(huán) 境 溫 度 的 影 響 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 第 3章 本 章 要 點(diǎn)|自 感 式 傳 感 器 自

31、 感 式 傳 感 器 的 工 作 原 理 靈 敏 度 與 非 線 性 差 動(dòng) 式 傳 感 器 其 靈 敏 度 等 效 電 路 轉(zhuǎn) 換 電 路 1.調(diào) 幅 電 路 (圖 3-7) 2.調(diào) 頻 電 路 (圖 3-8) 3.調(diào) 相 電 路 (圖 3-9) 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 )(12 2000 l lllS022 zzWRmWL m 圖 庫(kù) 第 3章 本 章 要 點(diǎn)|變 壓 器 式 傳 感 器 工 作 原 理 等 效 電 路 及 其 特 性 差 動(dòng) 變 壓 器 式 傳 感 器 的 測(cè) 量 電 路 一 、 相 敏 檢 測(cè) 電 路 ; 二 、 差 動(dòng) 整 流 電 路 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 的 補(bǔ) 償 補(bǔ) 償 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 的 電 路 (圖 3-22) 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù) 第 3章 本 章 要 點(diǎn)|渦 流 式 傳 感 器 工 作 原 理 （ 式 3-33） 轉(zhuǎn) 換 電 路 一 、 橋 路 二 、 諧 振 調(diào) 幅 電 路 三 、 諧 振 調(diào) 頻 電 路|壓 磁 式 傳 感 器 工 作 原 理 某 些 鐵 磁 物 質(zhì) 在 外 界 機(jī) 械 力 的 作 用 下 ， 其 內(nèi) 部 產(chǎn) 生 機(jī)械 應(yīng) 力 ， 從 而 引 起 磁 導(dǎo) 率 的 改 變 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 “ 壓 磁效 應(yīng) ” 。 （ 式 3-37） 結(jié) 束上 頁(yè)返 回 圖 庫(kù)