測量電路
發(fā)布時間:2014/11/4 18:11:17 訪問次數(shù):1939
根據(jù)電渦流式傳感器的工作原理,其測量電路有3種,即諧振電路、電橋電路和Q值測試電路。 G4PC40UD這里主要介紹諧振電路。目前所用的諧振電路有3種類型,即定頻調(diào)幅式、變頻調(diào)幅式和調(diào)頻式。
1)定頻調(diào)幅電路圖3-24所示為定頻調(diào)幅電路原理框圖。圖中L為傳感器線圈電感,與電容C組成并聯(lián)諧振回路,晶體振蕩器提供高頻激勵信號。在無被測導(dǎo)體時,LC并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在與晶體振蕩器頻率一致的諧振狀態(tài),這時回路阻抗最大,;芈穳航最大(圖3-25中Uo)。當(dāng)傳感器接近被測導(dǎo)體時,損耗功率增大,回路失諧,輸出電壓相應(yīng)變小。這樣,在一定范圍內(nèi),輸出電壓幅值與間隙(位移)呈近似線性關(guān)系。由于輸出電壓的頻率fo始終恒
定,因此稱為定頻調(diào)幅式。
LC回路諧振頻率的偏移如圖3-25所示。當(dāng)被測導(dǎo)體為軟磁材料時,由于L增大而使諧振頻率下降(向左偏移)。當(dāng)被測導(dǎo)體為非軟磁材料時則反之(向右偏移)。這種電路采用石英晶體振蕩器,旨在獲得高穩(wěn)定度頻率的高頻激勵信號,以保證輸出的穩(wěn)定。因?yàn)檎袷庮l率若變化10_10,一般將引起輸出電壓10 010的漂移。圖3-24中R為耦合電阻,用來減小傳感器對振蕩器的影響,并作為恒流源的內(nèi)阻。月的大小直接影響靈敏度:R大則靈敏度低,R小則靈敏度高;但R過小時,由于對振蕩器起旁路作用,也會使靈敏度降低。
諧振回路的輸出電壓為高頻載波信號,信號較小,因此設(shè)有高頻放大、檢波和濾波等環(huán)節(jié),使輸出信號便于傳輸與測量。圖中源極輸出器是為減小振蕩器的負(fù)載而加的。
2)變頻調(diào)幅電路 定頻調(diào)幅電路雖然有很多優(yōu)點(diǎn),并獲得廣泛應(yīng)用,但其線路較復(fù)雜,裝調(diào)較困難,線性范圍也不夠?qū)。因此,人們又研究了一種變頻調(diào)幅電路,這種電路的基本原理是將傳感器線圈直接接人電容三息式振蕩回路。當(dāng)導(dǎo)體接近傳感器線圈時,由于渦流效應(yīng)的作用,振蕩器輸出電壓的幅度和頻率都發(fā)生變化,利用振蕩幅度的變化來檢測線圈與導(dǎo)體間的位移變化,而對頻率變化不予理會。變頻調(diào)幅電路的諧振曲線如圖3-26所示。無被測導(dǎo)體時,振蕩回路的Q值最高,振蕩電壓幅值最大,振蕩頻率為fo。當(dāng)有金屬導(dǎo)體接近線圈時,渦流效應(yīng)使回路Q值降低,諧振曲線變鈍,振蕩幅度降低,振蕩頻率也發(fā)生變化。當(dāng)被測導(dǎo)體為軟磁材料時,由于磁效應(yīng)的作用,諧振頻率降低,曲線左移;被測導(dǎo)體為非軟磁材料時,諧振頻率升高,曲線右移。所不同的是,振蕩器輸出電壓不是各諧振曲線與fo的交點(diǎn),而是各諧振曲線峰點(diǎn)的連線。
根據(jù)電渦流式傳感器的工作原理,其測量電路有3種,即諧振電路、電橋電路和Q值測試電路。 G4PC40UD這里主要介紹諧振電路。目前所用的諧振電路有3種類型,即定頻調(diào)幅式、變頻調(diào)幅式和調(diào)頻式。
1)定頻調(diào)幅電路圖3-24所示為定頻調(diào)幅電路原理框圖。圖中L為傳感器線圈電感,與電容C組成并聯(lián)諧振回路,晶體振蕩器提供高頻激勵信號。在無被測導(dǎo)體時,LC并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在與晶體振蕩器頻率一致的諧振狀態(tài),這時回路阻抗最大,;芈穳航最大(圖3-25中Uo)。當(dāng)傳感器接近被測導(dǎo)體時,損耗功率增大,回路失諧,輸出電壓相應(yīng)變小。這樣,在一定范圍內(nèi),輸出電壓幅值與間隙(位移)呈近似線性關(guān)系。由于輸出電壓的頻率fo始終恒
定,因此稱為定頻調(diào)幅式。
LC回路諧振頻率的偏移如圖3-25所示。當(dāng)被測導(dǎo)體為軟磁材料時,由于L增大而使諧振頻率下降(向左偏移)。當(dāng)被測導(dǎo)體為非軟磁材料時則反之(向右偏移)。這種電路采用石英晶體振蕩器,旨在獲得高穩(wěn)定度頻率的高頻激勵信號,以保證輸出的穩(wěn)定。因?yàn)檎袷庮l率若變化10_10,一般將引起輸出電壓10 010的漂移。圖3-24中R為耦合電阻,用來減小傳感器對振蕩器的影響,并作為恒流源的內(nèi)阻。月的大小直接影響靈敏度:R大則靈敏度低,R小則靈敏度高;但R過小時,由于對振蕩器起旁路作用,也會使靈敏度降低。
諧振回路的輸出電壓為高頻載波信號,信號較小,因此設(shè)有高頻放大、檢波和濾波等環(huán)節(jié),使輸出信號便于傳輸與測量。圖中源極輸出器是為減小振蕩器的負(fù)載而加的。
2)變頻調(diào)幅電路 定頻調(diào)幅電路雖然有很多優(yōu)點(diǎn),并獲得廣泛應(yīng)用,但其線路較復(fù)雜,裝調(diào)較困難,線性范圍也不夠?qū)。因此,人們又研究了一種變頻調(diào)幅電路,這種電路的基本原理是將傳感器線圈直接接人電容三息式振蕩回路。當(dāng)導(dǎo)體接近傳感器線圈時,由于渦流效應(yīng)的作用,振蕩器輸出電壓的幅度和頻率都發(fā)生變化,利用振蕩幅度的變化來檢測線圈與導(dǎo)體間的位移變化,而對頻率變化不予理會。變頻調(diào)幅電路的諧振曲線如圖3-26所示。無被測導(dǎo)體時,振蕩回路的Q值最高,振蕩電壓幅值最大,振蕩頻率為fo。當(dāng)有金屬導(dǎo)體接近線圈時,渦流效應(yīng)使回路Q值降低,諧振曲線變鈍,振蕩幅度降低,振蕩頻率也發(fā)生變化。當(dāng)被測導(dǎo)體為軟磁材料時,由于磁效應(yīng)的作用,諧振頻率降低,曲線左移;被測導(dǎo)體為非軟磁材料時,諧振頻率升高,曲線右移。所不同的是,振蕩器輸出電壓不是各諧振曲線與fo的交點(diǎn),而是各諧振曲線峰點(diǎn)的連線。
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