MC7808ECTBU正如在第一章中所指出的,鐵心線圈工作在非飽和狀態(tài)時,其鐵心材料的導(dǎo)磁率遠大于空氣的導(dǎo)磁盔。因而導(dǎo)磁體的磁阻與氣隙磁阻相比即

可忽略不計,則鐵心線圈的電感量為

L=w2uos/2y              (9-19)

式中 w―鐵心線圈的匝數(shù);

S一氣隙的截面積(m2);

a―氣隙的長度(m);

uo一空氣的導(dǎo)磁率,為4t×10ˉ7(H/m)。

從式(9-19)中可知,當(dāng)w確定之后,只要電感傳感器原理圖ε和S二者之一發(fā)生變化,電感傳感器的電感量就會隨之發(fā)生變化。因此,通�？梢宰龀勺�氣隙長度型和變氣隙截面型兩種電感傳感器,分別用來直接測量位移和角位移。

電感式傳感器在使用時必定帶有測量電路,把電感的變化轉(zhuǎn)換為電壓、電流或頻率的變化,再通過電氣顯示設(shè)各把它顯示出來或記錄下來。

簡單的電感式傳感器存在著一系列缺點,不適于精密測量。實際工作中常常采用兩個完全對稱的簡單電感式傳感器共用一個活動銜鐵,構(gòu)成差動式電感傳感器。圖9-42中(a)和(c)所示的分別為E形和螺線管形差動式電感傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖。其特點是上、下兩導(dǎo)磁體的幾何尺寸完全相同,材料相同;上下兩只線圈的電氣參數(shù)(線圈銅電阻,電感匝數(shù))也完全一致。

差動式電感傳感器的原理和接線圖,圖9-42中(b)、(d)為差動式電感傳感器的接線圈。傳感器的兩只電感線圈接成交流,電橋的相鄰兩臂,另外兩個橋臂由電阻組成。

這兩類差動式電感傳感器的工作原理相同,只是結(jié)構(gòu)形式不同而已。

由圖9-42可見,電感傳感器和電阻構(gòu)成了四臂交流電橋,由交流電源供電,在電橋的另一對角端為輸出的交流電壓。

在起始狀態(tài),銜鐵處于中間位置,兩邊的氣隙相等。因此,兩只電感線圈的電感量在理論上相等,電橋的輸出電壓嘆c=0,電橋處于平衡狀態(tài)。

當(dāng)銜鐵偏離中間位置向上或向下移動時,造成兩邊氣隙大小不一樣,使兩只電感線圈的電感量一增一減,電橋就不平衡,電橋輸出電壓的幅值大小與銜鐵移動量的大小成比例,其相位則與銜鐵移動的方向有關(guān)。假定向上移動時輸出電壓的相位為正,而向下移動時,輸出電壓相位將反相180°,為負(fù)。因此,如果測量出輸出電壓的大小和相位,就能決定銜鐵位移量的大小和方向。

差動電感式壓差傳感器,圖9-43所示的為測量壓力差用的差動式電感傳感器,其工作原理如下:當(dāng)P=P1―P2=0時,膜片(銜鐵)兩面受到的壓力相等,則a1=a2=aO,因此線圈的阻抗相等,即Z1=z2=zO,電橋處于平衡狀態(tài),電橋?qū)嵌溯敵鲭妷撼餭=0。當(dāng)P=P1ˉP2≠0時,膜片兩面受到的壓力不相等,膜片產(chǎn)生位移。于是a1≠a2,zl≠z2,弘c≠0。電橋輸出電壓的大小將反映被測壓力的大小。經(jīng)過分析,可得到電橋輸出電壓與壓力差的關(guān)系為

usc=usr/2×k/uo×P       (9-20)

而                Κ=0.17)×r4/et3;              (9-21)

式中,usc為電橋的輸出電壓;εsr為電橋的輸入電壓;R為膜片銜鐵的半徑;P為壓力差;E為膜片材料的彈性模量;彥為膜片厚度。當(dāng)膜片的材料和尺寸均為已知時,Κ為常值。由式(9-21)可見,當(dāng)△ε很小時,輸出電壓認(rèn)c與壓力差P近似成正比關(guān)系。

差動電感式壓差傳感器的結(jié)構(gòu)示意和接線圖,1一導(dǎo)磁體;2一線圈;3一銜鐵;4一殼體.

位移、角位移傳感器,電位器式位移傳感器,電位器在電氣和電子設(shè)各中是一種常用的機電元件。在航空儀表和傳感器中,它主要是作為一種把機械位移輸入轉(zhuǎn)換為與它成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出的傳感器元件來使用的。當(dāng)輸出量是電阻值時,電位器作為變阻器用;當(dāng)輸出量為電壓值時,電位器作為

分壓器用。如圖9-44所示。

精密線繞電阻具有較高的精度(可達0.1%或更高),傳感器中大多采用精密線繞電位器。它是由電阻絲、電刷和骨架三部分組成。電刷與由電阻絲繞制而成的電阻元件可靠接電感量一增一減,電橋就不平衡◇電橋輸出電壓的幅值大小與銜鐵移動量的大小成比例,其相位則與銜鐵移動的方向有關(guān)。假定向上移動時輸出電壓的相位為正,而向下移動時,輸出電壓相位將反相180°為負(fù)。因此,如果測量出輸出電壓的大小和相位,就能決定銜鐵位移量的大小和方向。

差動電感式壓差傳感器,圖9-43所示的為測量壓力差用的差動式電感傳感器,其工作原理如下:當(dāng)P=P1―P2=0時,膜片(銜鐵)兩面受到的壓力相等,則a1=a2=aO,因此線圈的阻抗相等,即Z1=z2=zO,電橋處于平衡狀態(tài),電橋?qū)嵌溯敵鲭妷簎c=0。當(dāng)P=P1ˉP2≠0時,膜片兩面受到的壓力不相等,膜片產(chǎn)生位移。于是a1≠a2,zl≠z2,弘c≠0。電橋輸出電壓的大小將反映被測壓力的大小。經(jīng)過分析,可得到電橋輸出電壓與壓力差的關(guān)系為

usc=us×th×P       (9-20)

而                Κ=0.17)<usc;              (9-21)

式中,醞c為電橋的輸出電壓;εsr為電橋的輸入電壓;R為膜片銜鐵的半徑;P為壓力差;E為膜片材料的彈性模量;彥為膜片厚度。當(dāng)膜片的材料和尺寸均為已知時,Κ為常值。由式(9-21)可見,當(dāng)△ε很小時,輸出電壓認(rèn)c與壓力差P近似成正比關(guān)系。

差動電感式壓差傳感器的結(jié)構(gòu)示意和接線圖,1一導(dǎo)磁體;2一線圈;3一銜鐵;4一殼體.

電位器在電氣和電子設(shè)各中是一種常用的機電元件。在航空儀表和傳感器中,它主要是作為一種把機械位移輸入轉(zhuǎn)換為與它成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出的傳感器元件使用的。當(dāng)輸出量是電阻值時,電位器作為變阻器用;當(dāng)輸出量為電壓值時,電位器作為分壓器用。如圖9-44所示。

精密線繞電阻具有較高的精度(可達0.1%或更高),傳感器中大多采用精密線繞電位器。它是由電阻絲、電刷和骨架三部分組成。電刷與由電阻絲繞制而成的電阻元件可靠接住．