自感式传感器课程设计(5)

2019-03-21 17:17

燕山大学课程设计报告

的电感变化与衔铁位移之间的关系是非线性的,而电桥本身也是非线性的,则从原理上来说就带来了非线性误差。为了改善这种非线性,可以采用差动式电感传感器和限制衔铁最大位移量,以减少非线性误差。 2、零位误差

差动电感式传感器实际特性曲线如图4.5-2所示,由图可见,衔铁在中间位置时,即位移为零时电桥理论上处于平衡状态,输出电压Ux=0,但实际上,位移为零时,输出电压并不为零,这样就带来了零位误差。产生零位误差的原因是:(1)差动传感器两个线圈和导磁体不完全对称;(2)传感器工作在磁化曲线的非线性段,因而因其输出电压有高次谐波;(3)激励信号有高次谐波;(4)分布电容的影响。为减小零位误差,可采取相应的措施,如减小激励信号的谐波成分,减小激磁电流,以使传感器工作在磁化曲线的线性段,还可采用适当的补偿电路进行补偿。 3、温度影响

温度变化会影响线圈的电阻和导磁材料的磁导率,这样线圈的阻抗就会发生变化,即当无被测量变化时,也有电量输出,这就造成了误差。另外温度变化会导致零件几何尺寸变化,特别是衔铁与导磁体端面气隙长度的变化,这也会带来温度误差。

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为了减小温度造成的误差,要适当选择材料,注意材料膨胀系数之间的匹配,即为了在温度变化时,尽可能减小气息的变化。对于差动电感传感器,在制造和装配时,尽可能是两个电感线圈对称,这样在差动电桥电路中可有效地补偿温度的影响。 4、电源电压和频率的影响

电感传感器采用交流电桥时,由于输出电压也取决于输入电压,所以电源电压的波动会导致输出电压的波动。另外电源电压变化也会引起铁心磁阻变化而造成测量误差,为此铁心磁感应强度的工作点要选在磁化曲线的线性段,以免在电压波动时磁感应强度B值进入饱和区而使磁导率发生很大变化。

电源频率的波动也会引起线圈感抗的变化从而造成误差,采用电感线圈严格对称的差动电桥能够补偿频率波动的影响。

电源电压与输出电压还存在一定得相移,即输出电压含有与电源电压相差90?的正交分量,过大的正交分量经高增益电路处理后,可能会使波形失真。这可通过采用相敏整流电路,使用高Q值电感线圈来削弱正交分量。

六、总结

经过这次课程设计使我进一步了解了自感式传感器的工作原理,加深了我对传感器的学习的兴趣。亲身经历实际操作,增强

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了学习的趣味性,同时查阅了参考资料,加深了对自感式电感传感器的原理的理解。因此,通过这次课程设计,对今后在传感器这一领域有更深的认识。同时也锻炼了动手能力,独立思考解决问题的方法,使我从本质上对传感器有了全新的认识,有利于以后的学习研究。

七、参考文献

《传感器原理及应用》 北京大学出版社 赵燕 《传感器(第四版)》 机械工业出版社 唐文彦 《新编传感器技术手册》国防工业出版社 李科杰

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