·78. 传感器技术设计与应用 当衔铁处于中间位置时，传感器线圈的阻抗乙，=Z乙，=Z,于是1=1，=1，又因 R=R=R,则有 U。=0 当衔铁从中间位置向上移动时，使上线圈的阻抗乙，增大△Z,而下线圈的阻抗乙，减 小△2，于是减小，6增大，故U。=-R+,R>0,此时D点电位高于C点，电流自 下而上流过电表。 当衔铁从中间位置向下移动时，使上线圈的阻抗乙，减小△☑，而下线圈的阻抗乙，增 大△Z,于是增大，减小，故U。<0,此时D点电位低于C点，电流自上而下流过 电表 (2)在U的负半周期内（上输入端为负，下输入端为正），A点电位低于B点电位。 此时，二极管D,、D,导通，D、D4截止。根据此时电流1、5，的流向可得 Uo=iR-iR2 当衔铁处于中间位置时，仍有U。=0; 当衔铁从中间位置向上移动时，使乙，增大而乙，减小，于是流经乙，的，减小，而流 经Z,的，增大，故U。>0,此时D点电位高于C点，电流自下而上流过电表 当衔铁从中间位置向下移动时，Z,减小而乙增大，于是，增大，减小，故U。<0, 此时D点电位低于C点，电流自上而下地流过电表。 通过以上分析，不难得出以下结论
·78· 当衔铁处于中间位置时，传感器线圈的阻抗 Z Z Z 1 2 = = ，于是 1 2 i i i = = ，又因 R R R 1 2 = = ，则有 0 U = 0 当衔铁从中间位置向上移动时，使上线圈的阻抗 Z1 增大 Z ，而下线圈的阻抗 Z2 减 小 Z ，于是 1 i 减小， 2 i 增大，故 0 1 1 2 2 U i R i R = − + 0 ，此时 D 点电位高于 C 点，电流自 下而上流过电表。 当衔铁从中间位置向下移动时，使上线圈的阻抗 Z1 减小 Z ，而下线圈的阻抗 Z2 增 大 Z ，于是 1 i 增大， 2 i 减小，故 0 U 0 ，此时 D 点电位低于 C 点，电流自上而下流过 电表。 （2）在 U 的负半周期内（上输入端为负，下输入端为正）， A 点电位低于 B 点电位。 此时，二极管 D2 、 D3 导通， D1、 D4 截止。根据此时电流 1 i 、 2 i 的流向可得 U i R i R 0 1 1 2 2 = − 当衔铁处于中间位置时，仍有 0 U = 0 ； 当衔铁从中间位置向上移动时，使 Z1 增大而 Z2 减小，于是流经 Z1 的 2 i 减小，而流 经 Z2 的 1 i 增大，故 0 U 0 ，此时 D 点电位高于 C 点，电流自下而上流过电表。 当衔铁从中间位置向下移动时， Z1 减小而 Z2 增大，于是 2 i 增大， 1 i 减小，故 0 U 0 ， 此时 D 点电位低于 C 点，电流自上而下地流过电表。 通过以上分析，不难得出以下结论：
第5章电感传感器 ·79 无论电源电压U处于正半周期还是负半周期，只是衔铁处于中间位置，则U。=0; 当衔铁自中间位置向上移动时，均有U。>0;而当衔铁自中间位置向下移动时，均有 U。<0;于是，根据电表指针的偏转方向，即可判别传感器衔铁（测杆）的位移方向。 5.1.2.3紧耦合电桥电路 在图5-9给出了两种电桥电路。在图59α中，桥的两臂由差动传感器感抗Z构成】 另外两臂接有相同的感抗乙，一个对角线接到带有阻抗乙。的指示仪表，指示输出电压 U。,另一对角线接到电源U。图5-9(b)为两紧密耦合线圈构成两桥臂的紧耦合电桥电 路，此电路特性好，灵敏度高，下面加以讨论。 在交流电桥有负载电流见图5-9（ā）]的情况下，可推导出输出电压U,的表达式为 U= (5-19) 引 式中，△☑为差动传感器的增值 对于紧耦合两电感线圈，可用T形四端网络来表示，见图5-10()，其等效电路示于 同一图中，见图5-10(b),两图之间参数关系可以直接写成以下形式：
5 ·79· 无论电源电压 U 处于正半周期还是负半周期，只是衔铁处于中间位置，则 0 U = 0 ； 当衔铁自中间位置向上移动时，均有 0 U 0 ；而当衔铁自中间位置向下移动时，均有 0 U 0 ；于是，根据电表指针的偏转方向，即可判别传感器衔铁（测杆）的位移方向。 5.1.2.3 紧耦合电桥电路 在图 5-9 给出了两种电桥电路。在图 5-9 a 中，桥的两臂由差动传感器感抗 Z 构成， 另外两臂接有相同的感抗 ' Z ，一个对角线接到带有阻抗 Z0 的指示仪表，指示输出电压 U0 ，另一对角线接到电源 U 。图 5-9( b )为两紧密耦合线圈构成两桥臂的紧耦合电桥电 路，此电路特性好，灵敏度高，下面加以讨论。 在交流电桥有负载电流[见图 5-9( a ）]的情况下，可推导出输出电压 U0 的表达式为 0 ' ' ' 0 1 1 2 Z U Z U Z Z Z Z Z Z Z = + + + + （5-19） 式中， Z 为差动传感器的增值。 对于紧耦合两电感线圈，可用 T 形四端网络来表示,见图 5-10( a )，其等效电路示于 同一图中，见图 5-10( b ），两图之间参数关系可以直接写成以下形式：