调频电路:调频电路的工作原理如图3-18所示。与调幅法不同之处是以回 路的谐振频率作为输出量。当δ发生变化时,引起线圈电感L变化,使振 荡器的振荡频率∫发生变化,再通过鉴频器进行频率一电压转换,即得与 成比例的输出电压。目前此种传感器应用广泛,测量范围为1~10mm,分 辨力为1μm的非接触式测量 L士△L 高频振/士△ 鉴频器 荡器 δo士△8 8 图3-18调频电路工作原理 KDI 16
调频电路：调频电路的工作原理如图 3-18 所示。与调幅法不同之处是以回 路的谐振频率作为输出量。当δ发生变化时，引起线圈电感 L 变化，使振 荡器的振荡频率f 发生变化，再通过鉴频器进行频率—电压转换，即得与δ 成比例的输出电压。目前此种传感器应用广泛，测量范围为 1~10 mm，分 辨力为 1 μ m 的 非接触式测量。 C 图3-18 调频电路工作原理 f±Δ f u δ0±Δδ L±Δ L 高频振 荡 器 鉴频器 16
二.互感式差动变压器式电感传感器 工作原理见图3-19,当线圈W1输入交流电流i1时,线圈W2产生感应 电动势e12,其大小与电流i1的变成正比,即 12 (3-19) 式中M互感系数(称为互感H),其大小与两线圈相对位置及周围 介质导磁能力有关。 12 图3-19互感现象 KDI 17
二．互感式——差动变压器式电感传感器 工作原理见图3-19，当线圈 W1 输入交流电流 i 1 时，线圈 W2 产生感应 电动势 e12，其大小与电流 i1 的变成正比，即 dt di e M 1 12 = − （3-19） 式中 M——互感系数（称为互感H），其大小与两线圈相对位置及周围 介质导磁能力有关。 图3-19 互感现象 e12 i1 ~ W2 W1 17
差动式工作原理:见图3-20a),初级线圈W次级线圈W1,W2反极性串联。当 W上加上交流电时,W1,W2分别产生感应电势e1和e2,其大小与铁心位置有关 (1)当贴心在中心时,e1=2→e=0 (2)当贴心向上运动时,e1>e2 (3)当贴心向下运动时,1<e2,其输出特性见b)图 e0=e1-e2 图3-20差动变压器式传感器工作原理 a)b)工作原理c)输出特性 KDI 18
差动式工作原理：见图3-20 a)，初级线圈 W 次级线圈 W1 , W2反极性串联。当 W上加上交流电时，W1 , W2分别产生感应电势e1 和e2，其大小与铁心位置有关。 （1）当贴心在中心时，e1= e2 → e = 0 （2）当贴心向上运动时，e1> e2 （3）当贴心向下运动时，e1 < e2，其输出特性见 b) 图 图3-20 差动变压器式传感器工作原理 a) b) 工作原理 c) 输出特性 b) e0= e1 - e2 W2 W1 e2 e1 x P W a) W W2 W1 P x e2 e1 c) e 0 x 18
问题:交流电压输出存在零点残余电压和输出值不能反映铁芯位移的极性问题。 解决办法:采用如图3-21所示的差动相敏检波电路和差动整流电路在没有输入 信号时,铁心处中间位置,调节R使零点残余电压减小,当铁心上下移动时, 输入信号经放大、相敏检波、滤波后得到直流输出。 此传感器精度高(0.Ium级)线性范围大(±100m),稳定度好,使用方便, 广泛用于直线位移测量。 放大器 相敏检波 R 振荡器 图3-21差动相敏检波电路工作原理 KDI 19
问题：交流电压输出存在零点残余电压和输出值不能反映铁芯位移的极性问题。 解决办法：采用如图3-21所示的差动相敏检波电路和差动整流电路在没有输入 信号时，铁心处中间位置，调节R 使零点残余电压减小，当铁心上下移动时， 输入信号经放大、相敏检波、滤波后得到直流输出。 此传感器精度高（0.1μ m级）线性范围大（±100mm），稳定度好，使用方便， 广泛用于直线位移测量。 图3-21 差动相敏检波电路工作原理 x R 放大器 相敏检波 振荡器 19
第五节电容式传感器 变换原理 电容式传感器将被测物理量转换为电容量变化的装置。 两个平行板组成的电容器其电容量(F)为 8nA (3-20) 式中ε极板间介质的相对介电常数,在空气中E=1 E 真空中介电常数,E0=8.8x10-12FVm(法拉/米) 6—极板间距离 A极板面积 式(3-20表明:当被测量使δ,A,E发生变化时,都会引起电容C的变化。 根据电容器变化的参数可分为(1)极距变化型 (2)面积变化型 (3)介质变化型 KDI 20
第五节电容式传感器 一．变换原理 电容式传感器——将被测物理量转换为电容量变化的装置。 两个平行板组成的电容器其电容量（F）为： A C 0 = （3-20） 式中 ε—— 极板间介质的相对介电常数，在空气中ε=1 ε0—— 真空中介电常数，ε0 = 8.8ⅹ10-12F/m （法拉/米） δ—— 极板间距离 A—— 极板面积 式(3-20)表明： 当被测量使δ，A，ε发生变化时，都会引起电容C 的变化。 根据电容器变化的参数可分为 （1）极距变化型 （2）面积变化型 （3）介质变化型 20