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電感式接近傳感器的零位誤差問題

作者:德寶傳感器人氣:

電感式接近傳感器當銜鐵位于中間位置時,電橋輸出理論上應為零,但理論上總存在零位不平衡電壓輸出(零位電壓),構成零位誤差,如圖3.13(a)所示。過大的零位電壓會使放大器提早飽和,若傳感器輸出作為伺服系統的控制信號,零位電壓還會使伺服電機發熱,以致產生零位誤動作。零位電壓的組成十分復雜,如圖3.13(b)所示。它包含有基波和高次諧波。

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產生基波重量的主要緣由是電感式傳感器兩線圈的電氣參數和幾何尺寸的不對稱,以及構成電橋另外兩臂的電氣參數不分歧。由于基波同相重量可以經過調整街鐵的位置(偏離機械零位)來消弭,通常注重的是基波正交重量。

  構成高次諧波重量的主要緣由是磁性材料磁化曲線的非線性,同時由于磁滯損耗和兩線圈磁路的不對稱,構成兩線圈中某些高次諧波成分不一樣,不能抵消,于是產生了零位電壓的高次諧波。此外,鼓舞信號中包含的高次諧觸及外界電磁場的干擾,也會產生高次諧波。

  我們應合理選擇磁性材料與鼓舞電流,使電感式傳感器工作在磁化曲線的線性區。減少鼓舞電流的諧波成分與應用外殼中止電磁屏蔽也能有效地誠小高次諧波。

  一種常用的方法是采用補償電路,其原理為:

  (1)串聯電阻消弭基波零位電壓;

  (2)并聯電阻消弭高次諧波零位電壓;

  (3)加并聯電容消弭基波正交重量或高次諧波重量。

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 圖3.14(a )示出了,上述原理的典型接法。圖中R用來減小基波正交重量,作用是使線圈的有效電阻值趨于相等,大小約為0. 1~0.50,可用康銅絲繞制。Rb用來減小二、三次諧波,其作用是對某-線圈(接于A、B間或B、C間)中止分流,以改動磁化曲線的工作點,阻值通常為幾百~幾十kQ。電容C用來補償變壓器次級線圈的不對稱,其值通常為100~500PF。有時為了制造與調理便當,可在C、D間加接-電位器R,應用R與Ra的差值對基波正交重量中止補償。圖(b)示出了一種傳感器的理論補償電路。

  另一種有效的方法是采用外接丈量電路來減小零位電壓。如前述的相敏檢波電路,它能有效地消弭基波正交重量與偶次諧波重量,減小奇次諧波重量,使電感式傳感器零位電壓減至極小。

 

  此外還可采用磁路調理機構(如可調端蓋)保證磁路的對稱性,來減小零位電壓。

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