第三节
第三节
转换电路和传感器灵敏度
转换电路和传感器灵敏度
被测量的变化
传感器
电感量的变化
转换电路幅值
电压(或电流)变化频率
下级电路相位
放大和处理
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自感传感器
自感传感器
幅值调幅电路
自感变化频率调频电路
相位调相电路
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调幅电路
调幅电路
交流电桥
变压器电桥
输出空载电压
0
021
=== uZZZ,
u0
z1
21
21
1
21
0
22 ZZ
ZZuu
Z
ZZ
u
u
+
?
=?
+
=
初始平衡状态,Z
1
=Z
2
=Z, u
0
=0
衔铁偏离中间零点时
,、ZZZZZZ ??
21
?=+=
)/(?)2/(
0
ZZuu ×=
使用元件少,输出阻抗小, 获得广泛应用
z2
u/2
u/2
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传感器衔铁移动方向相反时
,、ZZZZZZ ??
21
+=?=
空载输出电压
)/(?)2/(
0
ZZuu ×?=
两种情况的输出电压大小相等,方向相反,即相位差180
为了判别衔铁位移方向,就是判别信号的相位,
要在后续电路中配置相敏检波器来解决
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谐振式调幅电路
谐振式调幅电路
灵敏度很高,但线性差,适用于线性要求不高的场合
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调频电路
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
L
f
0
LCf π2/1=
灵敏度很高,但线性差,适用于线性要求不高的场合
)/(?)2/(4/?)(?
2/3
LLfLCLCf ×?=?=
?
π
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调相电路
调相电路
传感电感变化将引起输出电压相位变化
)/(tg2
1
RLω?
?
?=
L
L
RL
RL ?
)/(1
)/(2
?
2
ω
ω
?
+
=
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传感器总灵敏度
传感器总灵敏度
传感器结构灵敏度转换电路灵敏度
xLLk
t
?/)/(?= )//(?
0
LLuk
c
=
xukkk
ctz
?/
0
==
总灵敏度
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气隙型、变压器电桥
气隙型、变压器电桥
传感器
传感器
2)(
)(1
22
2
0
u
LR
L
k
z
ω
ω
δ +
′
=
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
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
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差动变压器
差动变压器
反串电路
桥路
转换电路
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反串电路
反串电路
L1
L2a
L2b
u
r1
r2b
r2ai1
u0
Mb
Ma
e2a
e2b
ba
EEU
220
&&&
?=
两个二次侧线圈反向串接
空载输出电压
e2a -e2b
e2a e2b
Emax
Emin
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桥
桥
路
路
u
R2
R1
u0
E2a
E2b
Rp
[] )(
2
1
)(
222
21
2
220 babba
EEE
RR
R
EEU
&&&&&&
?=?
+
??=
灵敏度为前一种的1/2,其优点是利用可进行电调零
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