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1、差动相敏检波电路应用 2008-11-20 10:55 差动变压器式电感传感器差动变压器式电感传感器 互感型电感传感器是利用互感M的变化来反映被测量的变化。这种传感器实质上是一个输出电压可变的变压器。当变压器初级线圈输入稳定交流电压后,次级线圈便会有感应电压输出,该电压随被测量的变化而变化。差动变压器式电感传感器是常用的互感型传感器,其结构形式有多种,以螺管形应用较为普遍,其结构及工作原理如下图所示。传感器主要由线圈、铁芯和活动衔铁三部分组成。线圈包括一个初级线圈和两个反接的次级线圈,当初级线圈输入交流激励电压时,次级线圈将产生感应电动势e1和e2。由于两个次级线圈极性反接,因此,传感器的输出
2、电压为两者之差,即ey=e1-e2。活动衔铁能改变线圈之间的藕合程度。输出ey的大小随活动衔铁的位置而变。当活动衔铁的位置居中时,e1=e2,ey=0;当活动衔铁向上移时,e1e2,ey0;当活动衔铁向下移时,e1e2,ey0。活动衔铁的位置往复变化,其输出电压也随之变化,输出特性如下图所示。图 4.3-1 值得注意的是:首先,差动变压器式传感器输出的电压是交流量,如用交流电压表指示,则输出值只能反应铁芯位移的大小,而不能反应移动的方向;其次,交流电压输出存在一定的零点残余电压,零点残余电压是由于两个次级线圈的结构不对称,以及初级线圈铜损电阻、铁磁材质不均匀、线圈间分布电容等原因所形成的。所以,即使活动衔铁位于中间位置时,输出也不为零。鉴于这些原因,差动变压器式传感器的后接电路应采用既能反应铁芯位移极性,又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。下图所示为用于小位移的差动相敏检波电路的工作原理,当没有信号输入时,铁芯处于中间位置,调节电阻 R,使零点残余电压减小;当有信号输入时,铁芯移上或移下,其输出电压经交流放大、相敏检波、滤波后得到直流输出。由表头指示输入位移量的大小和方向。图 4.3-2 差动变压器式传感器具有精度高(达 0.lm 量级),线圈变化范围大(可扩大到l00mm,视结构而定),结构简单,稳定性好等优点,被广泛应用于直线位移测量及其它压力、振动等参量的测量。