华科电气检测技术 电感式传感器习题

华科电气检测技术 电感式传感器习题

1．为什么电感式传感器测量电路中常用相敏检波器？说明相敏检波器的原理。 电感式传感器常用的交流电桥有以下几种。

图14-1输出端对称电桥

（a）一般形式;(b)变压器电桥

图(a)为输出端对称电桥的一般形式。图中Z1、Z2为传感器，如果两线圈阻抗，Z1=r1+jωL1，Z2=r2+jωL2，r10=r20=r0，L10=L20=L0,R1、R2为外接电阻，通常Rl=R2=R。设工作时Z1=Z+ΔZ，Z2=Z-Δz，电源电势为E，于是

Uo E ZE r j LE L 2Z2r0 j L02r0 j L0

由上式可知，这种测量电路的输出极性与电源有关，输出并不能判断出铁芯的移动方向，图(b)是图(a)的变型，称为变压器电桥。它以变压器两个次级作为电桥平衡臂。显然，其输出特性同(a)。差动变压器式传感器也存在同样的问题。相敏检波电路是常用的判别电路。图14-2为电路原理,Z1、Z2为传感器两线圈的阻抗，Z3＝Z4构

成另两个桥臂，U为供桥电压，U。为输出。当衔铁处于中间位

置时，Zl=Z2＝Z，电桥平衡，Uo＝0。若衔铁上移，Z1增大, Z2

减小。如供桥电压为正半周，即A点电位高于B点，二极管D1、

D4导通，D2、D3截止。在A—E—C—B支路中C点电位由于Z1

增大而降低；在A—F—D—B支路中，D点电位由于Z2减小而增

高。因此D点电位高于C点，输出信号为正。如供桥电压为负

半周，B点电位高于A点，二极管D2、D3导通，D1、D4截止。

在B—C—F－A支路中，点电位由于Z2减小而比平衡时降低；

在B—D—E—A支路中，D点电位则因Z1增大而比平

衡时增高。因此D点电位仍高于C点，输出信号仍为正。图14－2 相敏检波电路 同理可以证明，衔铁下移时输出信号总为负。于是，输

出信号的正负代表了衔铁位移的方向。