第4章電感式傳感器

一、單項(xiàng)選擇題

1、電感式傳感器的常用測量電路不包括（

A.交流電橋B.變壓器式交流電橋

C.脈沖寬度調(diào)制電路D.諧振式測量電路

2、電感式傳感器采用變壓器式交流電橋測量電路時(shí)，下列說法不正確的是（）。

A.銜鐵上、下移動時(shí)，輸出電壓相位相反

B.銜鐵上、下移動時(shí)，輸出電壓隨銜鐵的位移而變化

C.根據(jù)輸出的指示可以判斷位移的方向

D.當(dāng)銜鐵位于中間位置時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)

3、下列說法正確的是（）。

A.差動整流電路可以消除零點(diǎn)殘余電壓，但不能判斷銜鐵的位置。

B.差動整流電路可以判斷銜鐵的位置，但不能判斷運(yùn)動的方向。

C.相敏檢波電路可以判斷位移的大小，但不能判斷位移的方向。

D.相敏檢波電路可以判斷位移的大小，也可以判斷位移的方向。

4、對于差動變壓器，采用交流電壓表測量輸出電壓時(shí)，下列說法正確的是（）o

A.既能反映銜鐵位移的大小，也能反映位移的方向

B.既能反映銜鐵位移的大小，也能消除零點(diǎn)殘余電壓

C.既不能反映位移的大小，也不能反映位移的方向

D.既不能反映位移的方向，也不能消除零點(diǎn)殘余電壓

5、差動螺線管式電感傳感器配用的測量電路有（）。

A.直流電橋B.變壓器式交流電橋

C.差動相敏檢波電路D.運(yùn)算放大電路

6、通常用差動變壓器傳感器測量（）。

A.位移B.振動C.加速度D.厚度

二、多項(xiàng)選擇題

1、自感型傳感器的兩線圈接于電橋的相鄰橋臂時(shí)，其輸出靈敏度（）。

A.提高很多倍B.提高一倍

C.降低一倍D.降低許多倍

2、電感式傳感器可以對（）等物理量進(jìn)行測量。

A位移B振動C壓力D流量E比重

3、零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因是（）

A傳感器的兩次級繞組的電氣參數(shù)不同

B傳感器的兩次級繞組的幾何尺寸不對稱

C磁性材料磁化曲線的非線性

D環(huán)境溫度的升高

4、下列哪些是電感式傳感器？（）

A.差動式B.變壓式C.壓磁式D.感應(yīng)同步器

三、填空題

1、電感式傳感器是建立在基礎(chǔ)上的，電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換

為或的變化，并通過測量電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電量的變

化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對非電量的測量。

2,對變隙式差動變壓器，當(dāng)銜鐵上移時(shí)，變壓器的愉出電壓與輸入電壓的關(guān)系是0

3、對螺線管式差動變壓器，當(dāng)活動銜鐵位于中間位置以上時(shí)，輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系

是。

4、產(chǎn)生電渦流效應(yīng)后，由于電渦流的影響，線圈的等效機(jī)械品質(zhì)因數(shù)。

5、把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感變化的互感式傳感器是根

據(jù)的基本原理制成的，其次級繞組都用

形式連接，所以又叫差動變壓器電感式傳感器。

6、變隙式差動變壓器傳感器的主要問題是靈敏度與的

矛盾。這點(diǎn)限制了它的使用，僅適用于的測量。

7、螺線管式差動變壓器傳感器在活動銜鐵位于位置時(shí),輸出

電壓應(yīng)該為零。實(shí)際不為零，稱它為。

8、與差動變壓器傳感器配用的測熱電路中，常用的有兩種：電路

和電路。

9、單線圈螺線管式電感傳感器主要由線圈、和可沿線圈軸向

________組成。

10、變磁阻式傳感器的敏感元件由線圈、和等三部分組成。

11、當(dāng)差動變壓器式傳感器的銜鐵位于中心位置時(shí),實(shí)際輸出仍然存在一個(gè)微小的非零電壓,

該電壓稱為O

12、電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換為線圈的或的變

化，并通過測量電路將或的變化轉(zhuǎn)換為或

的變化，從而將非電量轉(zhuǎn)換成電信號的輸出，實(shí)現(xiàn)對非電量的測量。

13、電感式傳感器根據(jù)工作原理的不同可分為、和

___________________等種類。

14、變磁阻式傳感器由、和3部分組成，其測量電路包括交流

電橋、和o

15、差動變壓器結(jié)構(gòu)形式有、和等，但它們的工作原

理基本一樣，都是基于的變化來進(jìn)行測量，實(shí)際應(yīng)用最多的是—

差動變壓器。

16、電渦流傳感器的測量電路主要有式和式。

17、電渦流傳感器可用于位移測量、、

和O

18、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動靠近鐵芯時(shí)，鐵芯上的線圈電感量（①增加,

②減少）。

19、在變壓器式傳感器中，原方和副方互感M的大小與成正比，與成

正比，與磁回路中成反比。

四、簡答題

1、說明差動變隙式電感傳感器的主要組成和工作原理。

2、變隙式電感傳感器的輸出特性與哪些因素有關(guān)？

3、怎樣改善變隙式電感傳感器非線性？怎樣提高其靈敏度？

4、差動變壓器式傳感器有幾種結(jié)構(gòu)形式？各有什么特點(diǎn)？

5、差動變壓器式傳感器的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因是什么？怎樣減小和消除它的影響？

6、保證相敏檢波電路可靠工作的條件是什么？

7、何謂電渦流效應(yīng)？

8、怎樣利電用渦流效應(yīng)進(jìn)行位移測量？

9、說明變磁阻式電感傳感器的主要組成和丁作原理c

10、為什么螺線管式電感傳感器匕變隙式電感傳感器有更大的測位移范圍？

11、概述變隙式差動變壓器的輸出特性。

12、試比較自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的異同。

13、在自感式傳感器中，螺管式自感傳感器的靈敏度最低，為什么在實(shí)際應(yīng)用中卻應(yīng)用最廣

泛？

14、零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生原因？

15、如圖為二極管相敏整流測量電路。與為交流信號源，02為差動變壓器輸出信號，e,為

參考電壓，并有同》卜2|，打和與同頻但相位差為0°或180°,及為調(diào)零電位器，

DPD4是整流二極管，其正向電阻為，反向電阻為無窮大。試分析此電路的工作原理（說

明鐵心移動方向與輸出信號電流i的方向?qū)?yīng)關(guān)系）。

16、分析螺管式差動變壓器式傳感器的性能特點(diǎn)。

17、簡述電感式傳感器的基本工倫原理和主要類型。

18、試推導(dǎo)差動變隙式電感傳感落的靈敏度，并與單極式相比較。

19、分析變氣隙厚度的電感式傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？

20、試分析下圖所示差動整流電路的整流原理,若將其作為螺線管式差動變壓器的測量電路.

如何根據(jù)輸出電壓來判斷銜鐵的位置？

五、計(jì)算題

1、已知變氣隙電感傳感器的鐵心截面積S=L5cm2,磁路長度L=20cm,相對磁導(dǎo)率H尸5000,

氣隙6o=05cm,A6=±0.1mm,真空磁導(dǎo)率U產(chǎn)4nXlO'H/nb線圈匝數(shù)W=3000,求單端式

傳感器的靈敏度△L/ZX3,若做成差動結(jié)構(gòu)形式，其靈敏度將如何變化？

2、分析如圖所示自感傳感器當(dāng)動鐵心左右移動時(shí)自感L變化情況（已知空氣隙的長度為xl

和x2,空氣隙的面積為S,磁導(dǎo)率為U,線圈匝數(shù)W不變）。

W

3、如圖所示氣隙型電感傳感器，銜鐵斷面積S=4X4mm2,氣隙總長度心=0.所用，銜鐵

最大位移=±0.0&徹w,激勵(lì)線圈Ui數(shù)N=2500匝，導(dǎo)線直徑d=0.06w〃z,電阻率

夕=1.75x10"。”〃，當(dāng)激勵(lì)電源頻率/=4000Hz時(shí)，忽略漏磁及鐵損，要求計(jì)算：（1）線

圈電感值；（2）電感的最大變化量；（3）線圈直流電阻值；（4）線圈的品質(zhì)因數(shù)；（5）當(dāng)線

圈存在200"'分布電容與之并聯(lián)后其等效電感值。（〃（）=41xlO"制）

4、如圖所示差動螺管式電感傳感器，已知單個(gè)線圈的電感值L=55.4m”，當(dāng)鐵心移動

±5m加時(shí)線圈電感變化量"=15.03m打，當(dāng)采用交流不平衡電橋檢測時(shí)，橋路電源電壓

有效值U=6V,要求設(shè)計(jì)電橋電路，具有最大輸出電壓值，畫出相應(yīng)橋路原理圖，并求輸

出電壓值。

5、如下圖所示為一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖中。磁路取為中心磁路，不計(jì)漏磁，

設(shè)鐵心及銜鐵的相對磁導(dǎo)率為10\空氣的相對磁導(dǎo)率為1,真空的磁導(dǎo)率為4〃XIO'H-m',

試計(jì)算氣隙長度為零及為2mm時(shí)的電感量。（圖中所注尺寸單位均為mm）

六、綜合分析設(shè)計(jì)題

1、若要你需要用差動變壓器式加速度傳感器來測量某測試平臺振動的加速度。請你：

(1)設(shè)計(jì)出該測量系統(tǒng)的框圖，并作必要的標(biāo)注或說明：

(2)畫出你所選用的差動變壓器式加速度傳感器的原理圖，并簡述其基本工作原理；

(3)給出差動變壓器式加速度的測量電路圖，并從工作原理上詳細(xì)闡明它是如何實(shí)現(xiàn)

既能測量加速度的大小，又能辨別加速度的方向的。

第4章電感式傳感器

一、單項(xiàng)選擇題

題號答案知識點(diǎn)

1C變磁阻電感式傳感器測量電路

2C變磁阻電感式傳感器測量電路

3D螺線管式差動變壓器測量電路

4D變隙式差動變壓器

5C測量電路

6C差動變壓器電感式傳感器的應(yīng)用

二、多項(xiàng)選擇題

題號答案知識點(diǎn)

1ABCD測量電路

2ABCDE概述

3ABC變隙式差動變壓器輸出特性

4ABCD概述

三、填空題

題號答案知識點(diǎn)

1電磁感應(yīng)；線圈的自感系數(shù)：互感系數(shù)概述

2反相變隙式差動變壓器

3同頻同相螺線管式差動變壓器

4下降電渦流式傳感器等效電路

5變壓器；順向串接差動變壓器電感式傳感器

6銜鐵位移量；微小位移變隙式差動變壓器

7中間；零點(diǎn)殘余電壓變隙式差動變壓器

8差動整流；相敏檢波電路螺線管式差動變壓器

9鐵磁性外殼：移動的活動鐵芯螺線管式差動變壓器

10鐵芯；銜鐵變磁阻式傳感器

11零點(diǎn)殘余電壓差動變壓器式傳感器

12自感系數(shù)L；互感系數(shù)M；自感系數(shù)L；互感系數(shù)M：概述

電壓；電流

13變磁阻式（自感式）；變壓器式；渦流式（互感式）概述

14線圈；鐵芯；銜鐵；變壓器式交流電橋；諧振式測量變磁阻式傳感器

電路

15變隙式；變面積式；螺線管式：線圈互感量：螺線管差動變壓器

式

16調(diào)頻；調(diào)幅電渦流電感式傳感器

17振幅測量；轉(zhuǎn)速測量；無損探傷電渦流電感式傳感器

18①增加變磁阻電感式傳感器

19繞組匝數(shù)；穿過線圈的磁通；磁阻差動變壓器電感式傳感器

變隙式差動變壓器結(jié)構(gòu)

工作原理：

假設(shè)：初級繞組片二片次級繞組和修二％j場兩個(gè)初級繞組的同名端順向串

131u194a乙。乙。

聯(lián)，兩個(gè)次級繞組的同名端則反相串聯(lián)。

當(dāng)沒有位移時(shí)，銜鐵C處于初始平衡位置，它與兩個(gè)鐵芯的間隙有5M=5=6利則繞組

avIAJU

片力和修刃間的互感也與繞組Mh和%h的互感與相等，致使兩個(gè)次級繞組的互感電勢相

1aLaa1D乙DU

等,即82a=%b。由于次級繞組反相串聯(lián)，因此，差動變壓器輸出電壓外二殳不殳廣心

當(dāng)被測體有位移時(shí)，與被測體相連的銜鐵的位置將發(fā)生相應(yīng)的變化，使5互感.，?/

Hna

吟力,兩次級繞組的互感電勢々aW^b'輸出電壓％=e2aF2b/°'即差動變壓器有電壓輸

出，此電壓的大小與極性反映被測體位移的大小和方向。

知識點(diǎn)：差動變隙式電感傳感器

2、答：變隙式電感傳感器的輸出特性與銜鐵的活動位置、供電電源、線圈匝數(shù)、鐵芯間隙

有關(guān)。

知識點(diǎn)：變隙式電感傳感器

3、答：為改善變隙式電感傳感器的非線性可采用差動結(jié)構(gòu)。

如果變壓器的供電電源穩(wěn)定，則傳感器具有穩(wěn)定的輸出特性；另外，電源幅值的適當(dāng)提

高可以提高靈敏度，但要以變壓器鐵芯不飽和以及允許溫升為條件。增加次級線圈和初級線

圈的匝數(shù)比值和減小鐵芯間隙都能使靈敏度提高。

知識點(diǎn)：變隙式電感傳感器

4、答：差動變壓器式傳感器主要有變隙式差動傳感器和螺線管式差動變壓器兩種結(jié)構(gòu)形式。

差動變壓器式傳感器根據(jù)輸出電壓的大小和極性可以反映出被測物體位移的大小和方向。

螺線管式差動變壓器如采用差動整流電路，可消除零點(diǎn)殘余電壓，根據(jù)輸出電壓的符號可判

斷銜鐵的位置，但不能判斷運(yùn)動的方向；如配用相敏檢波電路，可判斷位移的大小和方向。

知識點(diǎn)：差動變壓器式傳感器

5、答：零點(diǎn)殘余電壓的產(chǎn)生原因：傳感器的兩次極繞組的電氣參數(shù)與幾何尺寸不對稱，導(dǎo)

致它們產(chǎn)生的感應(yīng)電勢幅值不等、相位不同，構(gòu)成了零點(diǎn)殘余電壓的基波；由于磁性材料磁

化曲線的非線性（磁飽和，磁滯），產(chǎn)生了零點(diǎn)殘余電壓的高次諧波（主要是三次諧波）。

為了減小和消除零點(diǎn)殘余電壓，可采用差動整流電路。

知識點(diǎn)：變隙式差動變壓器

6、答：保證相敏檢波電路可靠工作的條件是檢波器的參考信號u,的幅值遠(yuǎn)大于變壓器的輸

出信號u的幅值，以便控制四個(gè)二極管的導(dǎo)通狀態(tài)，且u,,和差動變壓器式傳感器的激勵(lì)電

壓共用同一電源。

知識點(diǎn)：變隙式差動變壓器

7、答：電渦流效應(yīng)指的是這樣一種現(xiàn)象：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，塊狀金屬導(dǎo)體置于變

化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時(shí),通過導(dǎo)體的磁通將發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,

該電動勢在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電流，并形成閉合曲線，狀似水中的渦流，通常稱為電渦流。

知識點(diǎn)：電渦流電感式傳感器工作原理

8、答：利用電渦流效益測量位移時(shí)，可將被測體的電阻率、磁導(dǎo)率、線圈與被測體的尺寸

因子、線圈中激磁電流的頻率保持不變，而只改變線圈與導(dǎo)體間的距離，這樣如果測出傳感

器線圈阻抗的變化，就可確定位移的變化。

知識點(diǎn)：電渦流電感式傳感器工俏原理

變磁阻式傳感器結(jié)構(gòu)

9、答：

變磁阻式傳感器由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料制成。

在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，傳感器的運(yùn)動部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動時(shí)，氣隙厚度6

發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，因此只要能測出這種電

感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器的工作原理

10、答：變隙式電感傳感器的靈敏度與鐵芯間隙成反比，因此只能測量較小的位移，否則靈

敏度會有所下降。而螺線管式電感傳感器則不存在這個(gè)問題，可測量更大范圍的位移。

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器；螺線管式差動變壓器

11、答：在忽略鐵損（即渦流與磁滯損耗忽略不計(jì)）、漏感以及變壓器次級開路（或負(fù)載阻

抗足夠大）的條件下，等效電路。勺&與4a，不"與4b，「2a與Sa，廠2b與4b，分

別為"ia，/lb，"%，叫b繞阻的直流電阻與電感。

當(dāng)勺時(shí)，如果不考慮鐵芯與銜鐵中的磁阻影響，可得變隙式差動變

壓器輸出電壓%的表達(dá)曲理:-李冬萼4

叱

當(dāng)銜鐵處于初始平衡位置時(shí)，因6f6片50，則%=0。但是如果被測體帶動銜鐵移動，

例如向上移動△6（假設(shè)向上移動為正）時(shí)，則有A6,5b=6rk6,代入上

式可得：打W；4AK

U,、=-------------AJ

變隙式差動變壓器的輸出特性：當(dāng)銜鐵位于中間位置時(shí)，輸出電壓為0;當(dāng)銜鐵上移時(shí),

變壓器的輸出電壓與輸入電壓反相；當(dāng)銜鐵下移時(shí)，變壓器的輸出電壓與輸入電壓同相。

知識點(diǎn)：變隙式差動變壓器的輸出特性

12、答：(D不同點(diǎn):

1)自感式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化；

2)差動變壓器式傳感器把被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。

(2)相同點(diǎn)：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、截面型和螺線管型三種類型。

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器；差動變壓器

13、答：

(1)在自感式傳感器中，雖然螺線管式自感傳感器的靈敏度最低，但示值范圍大、線性也較

好；

(2)同時(shí)還具備自由行程可任意安排、制造裝配方便、可互換性好等優(yōu)點(diǎn)。

(3)由于具備了這些優(yōu)點(diǎn)，而靈敏度低的問題可在放大電路方面加以解決，故目前螺管式自

感傳感器應(yīng)用中最廣泛。

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器；差動變壓器

14、答：主要是傳感器的兩次級繞組的電氣參數(shù)、幾何尺寸不對稱，導(dǎo)致它們產(chǎn)生的感應(yīng)電

勢幅值不等、相位不同，構(gòu)成了零點(diǎn)殘余電壓的基波；而磁性材料磁化曲線的非線性(磁飽

和、磁滯)，產(chǎn)生了零點(diǎn)殘余電壓的高次諧波(主要是三次諧波)。

15、答：根據(jù)已知條件所以四個(gè)二極管工作狀態(tài)可完全由切而定。設(shè)力正半

用A點(diǎn)為正、B點(diǎn)為負(fù)，此時(shí)打?qū)ǎ?、A截止。此時(shí)ADBF回路是對稱的，因而

D點(diǎn)和F點(diǎn)等電位；％負(fù)半周A點(diǎn)為負(fù)，B點(diǎn)為正，此時(shí)。1、2截止，2、2導(dǎo)通，此

時(shí)ACBF也是對稱回路，故C點(diǎn)和F點(diǎn)等電位。

在以上兩種情況下：

(1)當(dāng)鐵心在中間位置02=0，此時(shí)E點(diǎn)與C點(diǎn)、D點(diǎn)等電位，因此E點(diǎn)與F點(diǎn)也等電

位，因此流過電流表的電流，=0；

(2)當(dāng)鐵心上移，設(shè)信號電壓電與電壓/同相位，.正半周時(shí)0的極性為C點(diǎn)為正、D

點(diǎn)為負(fù)，此時(shí)點(diǎn)D與F等電位，電流i由E-mA表fF(D)；負(fù)半周信號電壓e2的極性為C

點(diǎn)為負(fù)，I）點(diǎn)為正，此時(shí)C點(diǎn)與F點(diǎn)等電位，電流i由E-mA表->F（C）。所以鐵心上移，電

流走向是由E--F。

（3）反之鐵心下移，0與e，反相位，即e,的正半周時(shí)，e的極性為C點(diǎn)為負(fù)，D點(diǎn)為正，

同理可分析得電流i流向?yàn)镕-E,與上述相反。

知識點(diǎn)：測量電路

16、答：差動變壓器的輸出電壓在理想狀態(tài)下與輸入位移成線性關(guān)系，但實(shí)際工作時(shí)其

線性度受位移量大小的影響較大，在位移小時(shí)，線性尚好，但位移一大，線性就很差。影響

因素主要有線圈骨架的形狀及機(jī)械結(jié)構(gòu)精度，線圈的排列狀況，鐵芯的幾何結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和尺

寸精度及勵(lì)磁頻率和負(fù)載大小等許多因素。要提高其線性度，應(yīng)使它的測量范圍不超過線圈

框架長度的1/4,勵(lì)磁頻率應(yīng)采用中頻，最好配用相敏檢波器。

差動變壓器的靈敏度是其最主要的性能指標(biāo),它是指動鐵芯在產(chǎn)生單位位移時(shí)所引起的

輸出電壓量，一般用輸出電壓的增量與動鐵芯位移增量之比表示，即：KU=AU/AX。影響因

素主要有副功繞絹的線圈而數(shù)和原動繞組的勵(lì)磁電壓及頻率等。

知識點(diǎn)：差動變壓器

17、答：電感式傳感器是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，它將輸入的物理量（如位移、振動、壓

力、流量、比重等）轉(zhuǎn)換為線圈的自感系數(shù)L或互感系數(shù)M的變化，再通過測量電路將L

或M的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，從而將非電量轉(zhuǎn)換成電信號輸出，實(shí)現(xiàn)對非電量的測

量。

根據(jù)工作原理的不同，電感式傳感器可分為變磁阻式（自感式）、變壓器式和渦流式（互

感式）等種類。

知識點(diǎn)：概述

18、答：設(shè)兩差動線圈初始?xì)庀逗穸染鶠樯剑跏茧姼芯鶠槠罚?/p>

丁吸人

2瓦

當(dāng)銜鐵向上移動AS時(shí)，則

師4

=L4-AL1=L=L-AL=

o2（2一Ab）2o22（6。+Ab）

AL=ALj+=L[-L、

嗎4W2〃o4=2LAb1

2（品一AS）2（為+9）一IT9）2

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當(dāng)kb<<品時(shí)，A￡n2L---

0心

，靈敏度為：K="=2與

△6OQ

由此可見，與單極式相比，其靈敏度提高了一倍（單極式為長二絲二叁）。

△6既

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器的工作原理

19、答：設(shè)初始狀態(tài)時(shí)（被測量為0）,傳感器線圈初始?xì)庀逗穸葹閐，則初始電感值為

z_嗎。4

o=^r

當(dāng)傳感器工作時(shí)（被測量不為0）,傳感器受被測量作用，銜鐵位移發(fā)生改變，設(shè)銜

鐵上移了A3的距離，則氣隙厚度減小了AS,此時(shí)傳感器電感量為：

L二W2AA

~2（瓦-AR

卬2〃。4卬244

???電感變化量AL=L—Lo=

2（%一Ab）2瓦

,AS1

TL

由此可見，由于分母中含有△3/品項(xiàng)，使輸出△￡與輸入之間呈現(xiàn)非線性關(guān)系。為

了改善其非線性，可采用差動結(jié)構(gòu)形式的變氣隙厚度的電感式傳感器。

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器的非線性

20、答：該差動整流電路是把差動變壓器的兩個(gè)次級輸出電壓分別整流，然后再將整流后的

電壓的差值作為輸出，具體整流原理如下：

A當(dāng)U上正下負(fù)時(shí)，上線圈a正b負(fù)，下線圈c正d負(fù)。

上線圈：電流從a—1—2—4—3—b,流過電容3的電流是由2到4,電容G上的電

壓為1）21；

下線圈：電流從c—5—6—8—7—d,流過電容C2的電流是由6到8,電容C2上的電

壓為1）68。

B當(dāng)口上負(fù)下正時(shí)，上線圈a負(fù)b正，下線圈c負(fù)d正。

上線圈：申，流從b-3-2—4T-a,流過電容。的電流是由2到4,

電容G上的電壓為也4；

下線圈：電流從d—7—6—8—5—c,流過電容C2的電流是由6到8,電容C2上的電

壓為UfiHo

由此可知，不論兩個(gè)次級線圈的輸出電壓極性如何，流經(jīng)電容a的電流方向總是從2

到4,流經(jīng)電容C2的電流方向總是從6到8,故整流電路的輸出電壓為：

Uo=U26=U24+U?6=U24—Ues

①當(dāng)銜鐵位于中間位置時(shí)，U24=U68,/.Uo=O

②當(dāng)銜鐵位于中間位置以上時(shí)，LX%,???Uo>O

③當(dāng)銜鐵位于中間位置以下時(shí)，U水???Uo<O

如此，輸出電壓U。的極性反映了銜鐵的位置，實(shí)現(xiàn)了整流的目的。

知識點(diǎn)：相敏檢波測量電路

五、計(jì)算題

1、解：AL=L。絲，K=—L)

°品卜6&

30002x4^xlQ-7xl.5xl0

=54^xl(r3H

2名2x0.5x10-2

K_54乃xIO-

所以:=10.8^=34

-0.5x102

做成差動結(jié)構(gòu)形式靈敏度將提高?倍。

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器

2

2、解：線圈中自感量：L=U/=EW

磁路總磁阻：Rni

40Ao說小說

空氣隙XI和X2各自變而其和不變，其他變量都不變，所以自感冒L不變。

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器

3、解：（1）^=—L=0.4mm

2

22-7<|

W-//O-AO_2500X4^X10X16X10-

^~二=157mH

2

/C、ATTSBz.JI…0.0811i…uTT

(2)AI^Lz,[1+(----)+()+]=157x------[1H—+—+]=39.25mH

°d不為0.4525

(3)R=-^-=464Q

A

/<、csL_八2^x4000x157x103.

(4)Q=——,0=2/rrf,Q=----------------------------=8o.5

R464

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器

4、解：根據(jù)交流電橋橋臂匹配原則設(shè)計(jì)電路，如圖所示，將乙和&差動電感與固定電阻R

按圖連接,此時(shí)應(yīng)滿足/?=|〃/=2力將L和R分別放置在橋路輸出端兩側(cè),則橋路

電壓靈敏度系數(shù)K=0.5,電感為差動式。

輸電壓有效值為

AL〕+AL2503

U0?(/=—x6=272/nV

2L、+L255.4

知識點(diǎn)：交流電橋測量電路

2b.W240so

5、解：:Rm?9??L?

40so25

33

又???W=200,4o=4;rxK)-7,So=30X10X15X10-

當(dāng)5=0時(shí)，L?oo

2(X)2x4乃x10-7x30x10-3x15x103

當(dāng)5=2x10-3時(shí)，Lxn0.005655(//)

2x2x10

知識點(diǎn)：變磁阻電感式傳感器

六、綜合分析設(shè)計(jì)題

1、解：

(1)

信號

差動變壓器式測量電路電壓表

加速度傳感器調(diào)理

測試平臺

振動電源

測試平臺振動加速度的測量系統(tǒng)框圖

(2)差動變壓器式加速度傳感器的原理圖

「B