差分电感传感器幻灯片.pptVIP

第6章 差动螺线管电感传感器的性能测试 6.2 实训的基本原理 6.4 所用设备介绍 6.5 操作步骤 6.6 注意事项 * * 6.1 实训的目的要求 6.1.1实训目的 1.通过本次实训，进一步熟悉和掌握差动螺线管电感传感器的结构原理和特性，并弄清激励频率对这种传感器输出特性的影响； 2.通过实训掌握差动螺线管的性能测试方法，更好地理解它的性能特点，学会更合理地选用这种传感器； 3.通过本次实训更熟练地掌握移相器的使用方法及其工作原理； 4.通过实训培养同学们仔细、严谨的工作作风和一丝不苟的治学态度； 6.1.2实训要求 1.认真复习差动螺线管电感式传感器的有关内容，熟练掌握相关理论知识，了解差动螺线管电感式传感器的性能特点和实际应用情况； 2.认真预习关于这个实训的相关内容，弄清其基本原理，掌握所用设备的操作要求和规范； 3.看懂电路图，想好接线、布线方法，便于开始实训后合理接线； 4.仔细认真地完成所有实训内容，认真清理完实训所用的各种仪器仪表，整理好所有导线，请指导教师验收合格合方可离开实训室；写出实训报告； 6.2.1差动螺线管电感传感器性能测试原理 1.差动螺线管电感传感器的结构原理 这种传感器的结构原理如图6.1所示：1为差动线圈的电极，与测量电路相连接；2是螺线管支架，采用铁磁材料制作；3和5为差动线圈，上下两个完全对称，其初始电感均为L0、线圈匝数都是W；4是移动铁芯，用于改变螺线管的磁阻大小以引起线圈的电感变化；当移动铁芯4处于中间（初始状态）时，上、下两电感量相等。 （6—1） 式中：r——移动铁芯半径； r0——线圈内半径；S——线圈内截面积（S=πr02）； ——活动铁芯的相对磁导率； 当动铁芯有一位移?X时（如上移），使上边线圈的电感量增加?L，下面线圈电感减小?L，形成差动变化；其电感灵敏度： KL= （6—2） 2.差动螺线管电感传感器的测量电路 为了将电感的增量转换成电压或电流信号，需采用一定形式的测量电路。这种传感器的测量电路主要有以下几种：一种是较简单的变压器交流电桥，原理如图6.2所示，用变压器副绕组作平衡臂。O点为电位参考点，由电路分析可知电桥的输出为： （6—3） 当传感器的动铁芯处于初始位置时，两线圈的电感相等阻抗也相等，由式(6—3)可知电桥输出电压为零，处于平衡状态。当铁芯向上或向下移动时，一个线圈的电感增加而另一个减小，且增量的大小相等，即：Z1=Z0+?Z；Z2=Z0—?Z；代入式(6—3)可得： （6—4） 只要线圈的品质因数Q值足够高（一般均能满足这个条件），就可略去线圈电阻的影响。因此，根据式6.4可得传感器的输出电压的拥军优属值为： （6—5） 这种测量电路只能反映位移的大小，不能反映其方向。为克服这一缺点，可采用带相敏整流的交流电桥电路，如图6.3所示。图中的两个桥臂Z1、Z2为差动电感传感器的线圈，另两个为平衡阻抗Z3、Z4。初始状态下四个阻抗相等，电路输出为零；VD1到VD4四只二极管组成相敏整流器，在A、B两点之间输入交流激励信号；C、D两点间输出直流信号。显示仪表应采用零刻度在中点的电压表头或数字电压表。 其工作原理如下：位移为零时电桥处于平衡状态，输出电压为零。当动铁芯向某一方向移动而产生一个位移量X时，差动线圈分别产生等量异性的电感量变化，引起电桥发生差动变化。其输出在正半周（参照等效电路6—4A）时为： （6—6）而在负半周（参照等效电路6—4B）时为： （6—7） 由此可见，只要动铁芯向同一方向移