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電感測微儀是一種建立在電磁感應基礎上,利用線圈的自感或互感系數(shù)的改變來實現(xiàn)非電量(主要是位移)測量的低成本的高精度測量儀,具有分辨率高、使用壽命長、線性和穩(wěn)定性好、結構簡單、輸出功率大,輸出阻抗小、抗干擾能力強等優(yōu)點,并且價格低廉,安裝簡單,對工作環(huán)境要求不高,因此在精加工測控領域得到了廣泛應用。電感測微儀的測量電路是主要功能部件,在測量過程中有重要應用,因此要合理設計測量電路。下面,氣動量儀廠家小編為大家分享一下如何設計電感測微儀測量電路吧。
電感測微儀的測量電路主要包括正弦波發(fā)生電路、變壓器電橋、相敏檢波電路、帶通放大器和計算機等部分。氣動量儀小編著重講述一下前三者的設計。
一、正弦波發(fā)生電路的設計
正弦波作為變壓器電橋的橋源,其精度對電橋的輸出信號影響極大,對于其幅值和頻率的穩(wěn)定性要求很高。由于傳感器的工作環(huán)境通常比較惡劣。竄入電源的隨機干擾不可避免,因此電路設計應該具有自動補償環(huán)節(jié)。
正弦波發(fā)生電路對采用單一穩(wěn)定頻率,采用由石英晶振和分頻器構成信號源。正弦波信號的幅值將直接影響傳感器的輸出,為保證正弦波信號幅值的穩(wěn)定性,在電路設計上可采用穩(wěn)幅電路進行自動補償。穩(wěn)幅電路是將輸出的變化量取出,補償?shù)捷斎攵?,當輸出增大時,補償?shù)淖饔檬秦摲答仯馆斎胄盘柋粶p少;當輸出減少時,補償?shù)淖饔檬馆斎胄盘栐龃螅瑥亩3州敵霾蛔儭?/span>
二、變壓器電橋的設計
變壓器電橋將傳感器測頭中電感的變化轉換為交流電壓幅值的變化輸出,其制造工藝要求較高。對于變壓器電橋,從理論上說,當電橋平衡時,輸出電壓為零,但實際制作時要滿足兩電感線圈的等效參數(shù)完全相等很難。因此,即使銜鐵位于平衡位置,仍然存在一定的電壓輸出,稱為零點殘余電壓。零點殘余電壓對傳感器的線性度和靈敏度都有一定的影響,所以在對變壓器電橋的設計和制作時要采取一定的補償措施,用試探法對變壓器電橋進行設計,改進電路。
首先將100Ω的電位器串入電橋的一臂.然后通過示波器觀察交流放大器后的輸出,移動測頭將銜鐵向平衡位置移動,同時調整電位器的阻值,使示波器上的波形幅值盡量降低至零。
當零點殘余電壓的基波分量調為零后,只剩下高次諧波分量,這主要是由于傳感器磁芯的磁化曲線的非線性引起的。理論上差動式結構傳感器對于這些高次諧波分量可以完全抵消,但由于電橋并不能嚴格對稱,可改變磁化曲線上的工作點,使其工作在線性階段。
三、相敏檢波電路的設計
相敏檢波電路是具有鑒別調制信號相位和選頻能力的檢波電路。為了使檢波電路具有判別信號相位和頻率的能力,提高抗干擾能力,需采用相敏檢波電路。
相敏檢波電路與濾波器配合可以將調幅波還原成原信號波形,起解調作用;并具有鑒別信號相位的能力。
以上就是如何設計電感測微儀測量電路的相關內容介紹。通過上述內容可知,電感測微儀的測量電路在測量過程中有著關鍵性作用,因此要對其主要組成部分合理設計,盡可能提高性能,保障測量效果。
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