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變磁阻式傳感器ppt課件(編輯修改稿)

2026-05-30 18:12 本頁面

　

【文章內容簡介】 (零位電壓 )，造成零位誤差，如圖 (a)所示。圖零位誤差 (ａ )零位電壓； (ｂ )相應波形第 3章變磁阻式傳感器使傳感器輸出特性在零點附近的范圍內不靈敏 (靈敏度下降 )，限制著分辨力的提高。若傳感器輸出作為伺服系統的控制信號，零位電壓還會使伺服電機發熱，甚至產生零位誤動作。 ?過大的零位電壓會使放大器提前飽和，堵塞有用信號通過，致使儀器不再反映被測量的變化。零點殘余電壓危害：第 3章變磁阻式傳感器（ 1）由于兩個二次測量線圈的等效參數不對稱，使其輸出的基波感應電動勢的幅值和相位不同，調整磁芯位置時，也不能達到幅值和相位同時相同。（ 2）由于鐵芯的 BH特性的非線性，產生高次諧波不同，不能互相抵消。（ 3）勵磁電壓波形中含有高次諧波。 ?產生零點殘余電壓的原因第 3章變磁阻式傳感器一種常用的方法是采用補償電路，其原理為：(1)串聯電阻消除基波零位電壓；(2)并聯電阻消除高次諧波零位電壓；(3)加并聯電容消除基波正交分量或高次諧波分量。圖零位電壓補償電路 (ａ )典型接法； (ｂ )實際電路第 3章變磁阻式傳感器 ?環境溫度的變化會引起自感傳感器的零點溫度漂移、靈敏度、線性度和相位的變化，造成溫度誤差。環境溫度對自感傳感器的影響主要通過：(1)材料的線膨脹系數引起零件尺寸的變化；(2)材料的電阻率溫度系數引起線圈銅阻的變化；(3)磁性材料磁導率溫度系數、繞組絕緣材料的介質溫度系數和線圈幾何尺寸變化引起線圈電感量及寄生電容的改變等造成。第 3章變磁阻式傳感器變磁阻式傳感器的應用 ? 變隙電感式壓力傳感器結構圖當壓力進入膜盒時，膜盒的頂端在壓力 P的作用下產生與壓力 P大小成正比的位移，于是銜鐵也發生移動，從而使氣隙發生變化，流過線圈的電流也發生相應的變化，電流表A的指示值就反映了被測壓力的大小。 ?第 3章變磁阻式傳感器當被測壓力進入 C形彈簧管時， C形彈簧管產生變形，其自由端發生位移，帶動與自由端連接成一體的銜鐵運動，使線圈 1和線圈 2中的電感發生大小相等、符號相反的變化。即一個電感量增大，另一個電感量減小。電感的這種變化通過電橋電路轉換成電壓輸出。由于輸出電壓與被測壓力之間成比例關系，所以只要用檢測儀表測量出輸出電壓，即可得知被測壓力的大小。變隙式差動電感壓力傳感器第 3章變磁阻式傳感器第三節互感式傳感器互感式傳感器是一種線圈互感隨銜鐵位移變化的變磁阻式傳感器。傳感器是根據變壓器的基本原理制成的，與自感式傳感器統稱為電感式傳感器。在非電量測量中，應用最多的是螺線管式差動變壓器，它可以測量 1～ 100mm機械位移，并具有測量精度高、靈敏度高、結構簡單、性能可靠等優點。閉合磁路開磁路初、次級間的互感為常數初、次級間的互感隨銜鐵移動而變且兩個次級繞組按差動方式工作又稱為差動變壓器互感式傳感器變壓器第 3章變磁阻式傳感器兩個初級繞組的同名端順向串聯，兩個次級繞組的同名端則反相串聯。第 3章變磁阻式傳感器一 .工作原理與類型216。在忽略線圈寄生電容與鐵心損耗的情況下，差動變壓器的等效電路如圖 315所示。U， I—— 初級線圈激勵電壓與電流 (頻率為 ω)；? L1， R1—— 初級線圈電感與電阻； ?M1， M2— 初級與次級線圈 1， 2間的互感；L21， L22和 R21， R22—— 分別為兩個次級線圈的電感和電阻。根據變壓器原理，傳感器開路輸出電壓為兩次級線圈感應電勢之差：(329)第 3章變磁阻式傳感器銜鐵在中間位置時若兩次級線圈參數與磁路尺寸相等，則 M1＝ M2＝ M， U0＝ 0。銜鐵偏離中間位置時 M1≠M2由于差動工作，有 M1＝ M+ΔM1， M2＝ MΔM2。在一定范圍內， ΔM1＝ ΔM2＝ ΔM，差值 (M1M2)與銜鐵位移成比例。216。于是，在負載開路情況下，輸出電壓及其有效值分別為(330)第 3章變磁阻式傳感器(232)(330)(331)式中 ESO—— 銜鐵在中間位置時，單個次級線圈的感應電勢第 3章變磁阻式傳感器圖變氣隙式差動變壓器變氣隙式變面積式螺管由式 (329)可知，差動變壓器的輸出特性與初級線圈對兩個次級線圈的互感之差有關第 3章變磁阻式傳感器(333)結構型式不同，互感的計算方法也不同。 Π型差動變壓器的輸出特性為式中 δ為初始氣隙； W1為初級線圈匝數； W2為次級線圈匝數； Δδ為銜鐵上移量216。上式表明，輸出電壓 U0與銜鐵位移 Δδ成比例，216。負號表明 Δδ向上為正時，輸出電壓 U0與電源電壓 U反相； Δδ向下為負時，兩者同相。輸出特性曲線如圖。推導過程略第 3章變磁阻式傳感器圖差動變壓器的特性 (ａ )輸出特性； (ｂ )相位特性第 3章變磁阻式傳感器216。由式 (333) (334)① 靈敏度隨電源電壓 U和變壓比 W2： W1的增大而提高，隨初始氣隙增大而降低。② 傳感器的增加次級匝數 W2與增大激勵電壓 U將提高靈敏度。216。但 W2過大，會使傳感器體積變大，且使零位電壓增大；216。U過大，易造成發熱而影響穩定性，還可能出現磁飽和，216。因此常取～ 8V，并使功率限制在 1VA以下。分析結論：可得 Π形差動變壓器的靈敏度表達式第 3章變磁阻式傳感器(335)216。當激勵頻率過低時， ωL1R1，式 (330)(330)差動變壓器的靈敏度隨頻率 ω而增加。216。當 ω增加使 ωL1R1時，式 (330)變為(336)此時，靈敏度與頻率無關，為一常數。

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