传感器原理复习提纲及详细知识点(2016)(DOC) - 图文(2)

8. 金属应变片与半导体应变片在工作机理上有何异同? 金属应变片 半导体应变片 异 基于应变效应 基于压阻效应 同 第三章 变电抗式传感器原理与应用

电感式传感器

1. 有哪三种自感式传感器？变气隙式自感传感器、变面积式自感传感器、螺线管式自感传感器

2. 自感式传感器的测量电路（看图分析测量电路）。 调幅电路 相敏检波电路 谐振式调幅电路 衔铁偏离中间位置而使Z1=Z+ΔZ增加，则Z2=Z-ΔZ减少。 当电源u上端为正，下端为负时，R1上的压降大于R2上的压降；电压表输出上端为负，下端为正。 当电源u上端为负，下端为正时，R2 上压降则大于R1上的压降，电压表电桥两臂Z1、Z2为传感器线圈阻抗，输出上端为正，下端为负。另外两桥臂为交流变压器次级线圈的1/2阻抗。 开路时，桥路输出电压： 工作原理：传感器电感L与电容C、 变压器原边串联在一起， 接入交流电源，变压器副边将有电压输出，输出电压的频率与电源频率相同，而幅值随着电感L而变化。 谐振式调幅电路，L0:谐振点的电感值 特点：敏感度高，非线性差 ??Uo?Z?ZZ2?1?U1U?U??2Z1?Z222Z2?Z1 非相敏整流和相敏整流电路输出电压比较 当传感器的衔铁处于中间位置，即(a) 非相敏整流电路；（b） 相敏整流电路 Z1=Z2=Z时有，U ? o ? 0 电桥平衡。 当传感器衔铁上移时， Z1=Z+ΔZ，Z2=Z-ΔZ ????U?Z2?Z1＝U?(Z??Z)?(Z??Z)Uo2Z2?Z12(Z??Z)?(Z??Z)??ZU???2Z使用相敏整流，输出电压U0不仅能当传感器衔铁下移时， Z1=Z-ΔZ，Z2=Z+ΔZ ???U??ZUo2Z ?由于U是交流电压，输出指示无法判反映衔铁位移的大小和方向，而且还消除零点残余电压的影响。 断位移方向，后续电路中配置相敏检波电路来解决。 3. 差动变压器的零点残余电压及其减小此电压的方法。 产生原因 （1）由于两个二次测量线圈的等效参数不对称，使其输出的基波感应电动势的幅值和相位不同，调整磁芯位置时，也不能达到幅值和相位同时相同。 （2）由于铁芯的B-H特性的非线性，产生高次谐波不同，不能互相抵消。 （3）励磁电压波形中含有高次谐波。 危害 （1）使传感器输出特性在零点附近的范围内不灵敏，限制着分辨力的提高。 （2）零点残余电压太大，将使线性度变坏，灵敏度下降，甚至会使放大器饱和，堵塞有用信号通过，致使仪器不再反映被测量的变化。 减小措施 （1）提高框架和线圈的对称性，特别是两个二次线圈对称。 （2）采用适当的测量电路，一般可采用在放大电路前加相敏整流器。 （3）在电路上进行补偿，使零点残余电压最小，接近于零。线路补偿主要有：加串联电阻，加并联电容，加反馈电阻或反馈电容等。 4. 差动整流电路和相敏检波电路原理及其作用。（看图进行电路的推导和说明） 差动整流电路 相敏检波电路 差动整流电路是把差动变压器的两个次级输出电压分别整流， 然后将整流的电压或电流的差值作为输出。 电压输出型 全波整流电路 图中调制电压er和es同频，经过移相器使er和es保持同相或反相，且满足er>>es，调节电位器R可调平衡。图中电阻R1=R2=R0，电容C1=C2=C0，输出电压为UCD。 电路工作原理： （1）当差动变压器铁芯在中间位置时，es=0，只有er起作用。设此时er为正半周，即A为“+”，B为“－”，则D1、D2导通，D3、D4截止，流过R1、R2上的电流 分别为i1,、i2，其电压降UCB及UDB大小相等方向相全波差动整流电路U0=Udc+Ugh=Ugh-Ucd 反，故输出电压UCD=0。当er为负半周时，A为“-”，B为“+”，此时D3、D4导通，D1、D2截止，流过，R1、R2的电流分别为i3、i4，其电压降UBC与UBD大小相等方向相反，故输出电压UCD=0。 （2）若铁芯上移es和er同位相，由于es>>er，故er正半周时D1、D2仍导通，D3、D4截止，但D1回路内总电势为er+es/2，而D2回路为er－es/2，故回路电流i1>i2，输出电压UCD=R0(i1-i2)>0。当er为负半周时，D3、D4导通、D1、D2截止，此时D3同路内总电势为er－es/2，D4回路内总电势为er+es/2，所以回路电流i4>i3，故输出电压UCD＝R0(i4-i3)>0因此，铁芯上移时，输出电压UCD>0。 电路是以两个桥路整流后的直流电压之差作为输出的，（3）当铁芯下移时，es和er相位相反。同理可得UCD …… 此处隐藏：98字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……