一種雙軸差動(dòng)自感式傳感器*

趙煥玲

(貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550023)

0 引言

自感式傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量(L)的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓(V)或電流(I)的變化量輸出[1]。在工程應(yīng)用中，通常使用兩個(gè)磁回路中磁阻發(fā)生大小相等、方向相反的變化，即一個(gè)線圈的電感量增加，另一個(gè)線圈的電感量減小。在后續(xù)測(cè)量電路中，將兩個(gè)電感線圈接成交流電橋的相

鄰橋臂，另外兩個(gè)橋臂由電阻組成，形成差動(dòng)自感式傳感器，從而提高差動(dòng)自感式傳感器靈敏度和明顯改善線性度。

在工程應(yīng)用中，標(biāo)度因數(shù)和相位差、激勵(lì)電源參數(shù)是差動(dòng)自感式傳感器設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，直接影響差動(dòng)自感式傳感器的測(cè)量誤差。另外，傳感器的環(huán)境適應(yīng)性是考核傳感器的測(cè)量精度的重要指標(biāo)，對(duì)于自感式傳感器，外部電磁環(huán)境對(duì)測(cè)量精度會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

1 雙軸差動(dòng)自感式傳感器原理

一種雙軸差動(dòng)自感式傳感器[2]主要對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子相對(duì)殼體的轉(zhuǎn)角α和β敏感，將其轉(zhuǎn)換為電量UX、UY并輸出。其結(jié)構(gòu)原理及測(cè)量線路見圖1。

圖1 自感式傳感器結(jié)構(gòu)原理圖及測(cè)量線路Fig.1 Structure and measuring circuit of the self-induction sensor

在轉(zhuǎn)子端面上裝有一個(gè)用軟磁材料鐵鋁系磁性合金制作的導(dǎo)磁環(huán)，作為閉合回路的一部分，同時(shí)在轉(zhuǎn)子上安裝有高磁場(chǎng)強(qiáng)度的永久磁鋼，這將對(duì)自感式傳感器產(chǎn)生反作用力矩。四個(gè)用精密磁性材料疊片制成的U型鐵芯，等間隔(90°)均勻粘接在磁芯定子上，在每個(gè)鐵芯上安裝兩個(gè)激磁線圈串聯(lián)組成的電感線圈，在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面上，交叉相對(duì)的兩個(gè)帶有激磁線圈U型鐵芯通過兩個(gè)空氣隙和導(dǎo)磁環(huán)構(gòu)成閉合回路，U型鐵芯上的線圈與兩個(gè)橋臂電阻構(gòu)成一個(gè)軸向的差動(dòng)式電感傳感器?！?br>