3.1.5零点残余电压
它表现在电桥预平衡时，无法实现平衡，最后
总要存在着某个输出＜AU0,这称为零点残余电压，如图3—10所示。
®图3-10U°-l特性
3.1.6自感式传感器的特点以及应用
自感式传感器有如下几个特点：
1灵敏度比较好，目前可测O.lpm的直线位移，输出信号比较大、信噪比较好；
2测量范围比较小，适用于测量较小位移;
3存在非线性;
4消耗功率较大，尤其是单极式电感传感器，这是由于它有较大的电磁吸力的缘故；
5工艺要求不高，加工容易。
糊图3-11测气体压力的电感传感器參图3-12压差传感器
3.2变压器式传感器
©3.2
©3.2
©3.2
©3.2尊3・2
1工作原理
2等效电路及其特性
3差动变压器式传感器的测量电路
4零点残余电压的补偿
5变压器式传感器的应用举例
3.2.1工作原理
变压器式传感器是将非电量转换为线圈间互感M的
一种磁电机构，很象变压器的工作原理，因此常称变压器式传感器。
这种传感器多采用差动形式。
图
3-13所示为典型结构原理。
其中：
A、B为两个山字
形固定铁芯，在其窗中各绕有两个线圈，Wg及用讣为
一次绕组，W2a^W2b为二次绕组；C为衔铁。
图3-14
所示为改变气隙有效截面积型差动变压器式传感器o
鋼图3-13气隙型差动变压器式传感器
理图3-14截面积型差动变压器式传感器
3.2.2等效电路及特性
W图3-15差动变压器式传感器等效电路«图3-16输出信号的幅频、相频特性曲线
3.2.3差动变压器式传感器的测量电路
差分变压器随衔铁的位移输出一个调幅波，因而用电压表来测量存在下述问题：
①总有零位电压输出，因而零位附近的小位移量困难。
②交流电压表无法判别衔铁移动方向，为此常釆用必要的测量电路来解决。
二、差动整流电路
一、相敏检测电路
0图3-19相敏检波前后的输出特性曲线糊图3-20差分整流电路
（a）全波电流输岀，（b）半波电流输出
（c）全波电压输出，（d）半波电压输出糊图3-21全波整流电压输出电路的输出波形
差动变压器式传感器的测量电路
差分整流电路
3.2.4零点残余电压的补偿
III
与电感传感器相似，差分变压器也存在零点残余电压问题。
零点残余电压的存在使得传感器的特性曲线不通过原点，并使实际特性不同于理想特性。
糊图3-22补偿零点残余电压的电路
3.2.5变压器式传感器的应用举例
与电感传感器相似，差分变压器也存在零点残余电压
问题。
零点残余电压的存在使得传感器的特性曲线不通
过原点，并使实际特性不同于理想特性。
«图3-23差动变压器式位移传感器
&图3-24差动变压器式压力传感器
«图3-25微压传感器
»图3-26加速度传感器
3.3涡流式传感器
«3.3.1工作原理
蛛3・3.2转换电路
©3.3.3涡流式传感器的特性及应用
3.3.1工作原理
金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，称之为电涡流或涡流。
这种现象称为涡流效应。
涡流式传感器就是在这种涡流效应的基础上建立起来的。
3.3.2转换电路
由涡流式传感器的工作原理可知，被测量数变化可以
转换成传感器线圈的品质因素Q、等效阻抗Z和等效电感
L的变化。
转换电路的任务是把这些种参数转换为电压
或电流输岀。
总的来说，利用Q值的转换电路使用较少,这里不作讨论。
利用z的转换电路一般用桥路，它属于
调幅电路。
利用L的转换电路一般用谐振电路，根据输出是电压幅值还是电压频率，谐振电路又分为调幅和调
频两种。
«图3-28
O图3-29糊图3-30
B@3-31
一、桥路
二、谐振调幅电路
三、谐振调频电路
涡流式传感器电桥谐振调幅电路
谐振调幅电路特性调频电路原理图
3.3.3涡流式传感器的特性及应用
涡流式传感器的特点是结构简单、易于进行非接触的连续测量，灵敏度较高，适用性强，因此得到了广泛的应甬。
低频透射涡流测厚仪原理
3.4压磁式传感器
越3・4.1工作原理
蛛3・4.2结构形式
3.4.1工作原理
某些铁磁物质在外界机械力的作用下，其内部产生机械应力，从而引起磁导率的改变，这种现象称为“压磁效应”。
相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生变形，有些伸长，有些则压缩，这种现象称为“磁致伸缩”。
当某些材料受拉时，在受力方向上的磁导率增高，而在与作用力相垂直的方向上磁导率降低，这种现象称为正磁致伸缩；与此相反的称为负磁致伸缩。
3.4.1工作原理
铁磁材料的压磁应变灵敏度表示方法与应变灵敏度系数表示方法相似。
s=5±=3/u
弓4/1
式中£H=Ap/p—磁导率的相对变化；
£!
=A1/1-在机械力的作用下铁磁物质的相对变形。
压磁应力灵敏度同样定义为：
单位机械应力6所引起的磁导率相对变化EH=Ap/|J,
即S。
•，
利用上述介绍的关系可以做成压磁传感器。
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3.4.2结构形式
一、利用一个方向磁导率的变化
、利用两个方向上磁导率的改变
蛍图3-35压磁式传感器结构形式之一
«图3-36压磁式传感器结构形式之二
利用〃维捷曼“效应进行测量的原理图
3.5感应同步器
©3.5.1工作原理
©3.5.2类型与结构
©3.5.3输出信号的测量方法
®3.5.4误差分析
3.5.1工作原理
感应同步器是应用电磁感应原理来测量直线位移或转角位移的一种器件。
测量直线位移的称为直线感应同步器，测量转角位移的称为圆感应同步器。
感应同步器是根据两个平面形绕组的互感随位置而变化的原理制造的。
直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成，而圆感应同步器由转子和定子两部分组成。
在定尺和滑尺、转子和定子上制有印刷电路绕组，其截面结构如图3-38所示。
工作时利用绕组间其相对位置变化而产生的电磁耦合作用发出相应于位移或转角的信号，从而达到测量目的。
®图3-38定尺和滑尺印刷电路截面结构刪图3-39定尺和滑尺绕组分布示意图
3.5.2类型与结构
一、长形感应同步器，又称为直线感应同步器，它可分为标准型及窄型两种。
二、圆形感应同步器，又称为旋转型感应同步器
三、绕组结构
W图3-40糊图3-41糊图3-42彎图3-43
标准型直线感应同步器的外型尺寸窄型直线感应同步器的外型尺寸圆形感应同步器的外型尺寸定尺、滑尺绕组示意图
3・5・3输出信号的测量方法
感应同步器的输出信号是一个能反映其定片与动片相对
位移的交变电势，因而对输出信号的处理的本质是对交变电势的检测。
就其特性而言，可用其幅值和相位两个物理参量来描述。
对于由感应同步器组成的检测系统，可以采取不同的励磁方式。
并对输出信号有不同的处理方法。
从励磁方式来说，可分类两大类：
一类是以滑尺（或定子）励磁，由定尺（或转子）取出感应电势信号；另一类以定尺为励磁，由滑尺取出感应电势信号。
目前用的最多的是第一类励磁方式。
对输出感应电势信号可采取不同的处理方法来达到测量目的，一般分为鉴幅型和鉴相型两种检测系统。
9图3・44函数变压器抽头方法
3.5.4误差分析
感应同步器的误差由多种因素造成的，有电磁作用的
因素，如绕组自感的存在，绕组端部连线的单匝耦合、各种连线的影响等等，还有器件制造精度、安装误差、工作环境的变化等因素都会引起测量误差。
一、零位误差
二、细分误差
三、环境温度的影响
第3章本章要点
®自感式传感器
＞自感式传感器的工作原理
＞灵敏度与非线性
差动式传感器其灵敏度
1•调幅电路（图3-7）
2.调频电路（图3-8）
3.调相电路（图3-9）
第3章本章要点
❺变压器式传感器
＞工作原理
＞等效电路及其特性
＞差动变压器式传感器的测量电路
一、相敏检测电路;
二、差动整流电路
-零点残余电压的补偿
补偿零点残余电压的电路（图3-22）
第3章本章要点
❺涡流式传感器
＞工作原理（式3-33）
＞转换电路
一、桥路
二、谐振调幅电路
三、谐振调频电路
物压磁式传感器
＞工作原理
某些铁磁物质在外界机械力的作用下，其内部产生机械应力，从而引起磁导率的改变，这种现象称为“压磁效应”o（式3-37）
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