差動(dòng)變壓器及應(yīng)用

1、差動(dòng)變壓器及其應(yīng)用一、差動(dòng)變壓器簡介(摘自日刊傳感器技術(shù)1986年5月專號(hào))差動(dòng)變壓器是一種將機(jī)械位移變換成電信號(hào)的電磁感應(yīng)式位移傳感器。它主要是靠圓筒線圈內(nèi)的可動(dòng)鐵芯的位移，在圓筒線圈的輸入線圈和輸出線圈之間建立起相互感應(yīng)關(guān)系，可動(dòng)鐵芯的位移可以通過測定與其成正比的輸出線圈的感應(yīng)電壓來獲得。1、差動(dòng)變壓器的特點(diǎn)(1)線性范圍的種類很多，容易根據(jù)用途進(jìn)行選擇，通常在±2mm±200mm級之間有10個(gè)左右類型的品種。(2)結(jié)構(gòu)簡單，所以耐振性和耐沖擊性都很強(qiáng)。(3)不磨損，不變質(zhì)，耐久性優(yōu)良。(4)輸出電壓對鐵心的位移有精確的比例，即直線性好。一般這種傳感器中全行程偏差小于1

2、%,在高檔品可以保證在土0.2%土0.3%。(5)因?yàn)殪`敏度高，可以獲得大的輸出電壓，不要求外圍電路高級化也能檢測到微小的位移。(6)因?yàn)檩敵鲎兓交?，故能進(jìn)行高分辨率的檢測。(7)零點(diǎn)穩(wěn)定，以其作為測定的基準(zhǔn)點(diǎn)對維持精度有好處。(8)能夠得到從500Hz到100Hz的高的響應(yīng)速度。2、差動(dòng)變壓器原理差動(dòng)變壓器的構(gòu)造原理如圖1-1所示，由圓筒形線圈和與其完全分離的鐵芯構(gòu)成。典型的差動(dòng)變壓器的圓筒線圈有三只，各是總長度的三分之一，中間是一次線圈，兩側(cè)是二次線圈。加入圓筒線圈中的鐵芯用來在線圈中鏈接磁力線而構(gòu)成磁路。當(dāng)在中間的一次線圈加上交流電壓時(shí)(即激磁)，由于與兩端線圈的互感就產(chǎn)生了電動(dòng)勢(這

3、一點(diǎn)與普通變壓器相同)。因?yàn)槎尉€圈彼此極性相反地串聯(lián)，兩個(gè)二次線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢相位相反，將其相加的結(jié)果，在輸出端產(chǎn)生二者的電位差。相對于線圈長度方向的中心處，兩個(gè)二次線圈的感應(yīng)電壓大小相等方向相反，因而輸出為零。這個(gè)位置被稱為差動(dòng)變壓器的機(jī)械零點(diǎn)(或簡稱為零點(diǎn))。當(dāng)鐵芯從零點(diǎn)相某一方向改變位置時(shí)，位移方向的二次線圈的電壓就增大，另一個(gè)二次線圈的電壓則減小。產(chǎn)品設(shè)計(jì)保證產(chǎn)生的電位差與鐵芯的位移成正比。當(dāng)鐵芯從零點(diǎn)向與剛才相反的方向移動(dòng)時(shí)，就會(huì)同樣產(chǎn)生成正比的電壓，但是相位與剛才的情況相差180°。相對于鐵芯位移的二次線圈電壓和輸出電壓差的關(guān)系示于圖1-2。電壓差和鐵芯位移成正比的范

4、圍稱為直線范圍，其比例性稱為線性，是差動(dòng)變壓器最重要的一項(xiàng)指標(biāo)。圖1-1差動(dòng)變壓器構(gòu)造原理圖1-2差動(dòng)變壓器鐵芯位移一輸出關(guān)系3、種類差動(dòng)變壓器分類的依據(jù)有如下幾種:(1)根據(jù)輸入到一次線圈的電壓(激磁類型)商用電源型，適用于5060Hz,6.3V電源激磁的實(shí)用測量儀器; 振蕩電源型，是由15KHz的振蕩電路激磁的方式，適用于要求一定精度和響應(yīng)特性的應(yīng)用測量儀表； 直流電源型，在差動(dòng)變壓器的線圈部分安裝半導(dǎo)體器件構(gòu)成線圈內(nèi)部的激磁振蕩電路和二次輸出檢波電路，是輸入和輸出皆為直流的差動(dòng)變壓器，叫做DC-DTo（2）根據(jù)鐵芯的位移1范圍（位移類型）： 微小位移型，從結(jié)構(gòu)上考慮了怎樣用于計(jì)測0.5m

5、m以下的微小位移； 一般位移型，大約以100m硯下的位移為計(jì)測對象； 長行程型，以120400mma的長行程的測量為對象。（3）根據(jù)使用環(huán)境（環(huán)境類型）： 標(biāo)準(zhǔn)型，在溫度為-30+90C,濕度為80吐右的通常環(huán)境中使用； 耐環(huán)境型，用于高溫、高濕、防水和耐放射性等環(huán)境的傳感器。4、外觀和結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的差動(dòng)變壓器由圓筒形的線圈和棒狀的鐵芯構(gòu)成，在實(shí)際使用中也有裝上導(dǎo)座和彈簧的結(jié)構(gòu)，見圖1-3（略）。特性和規(guī)格將差動(dòng)變壓器作為位置傳感器時(shí)，選擇的規(guī)格項(xiàng)目如下： 激磁電源（頻率、電壓、波形等）； 結(jié)構(gòu)（是否需要導(dǎo)座和彈簧）； 線性范圍（通常為±1%高檔品為±0.5%±0.2

6、%）; 靈敏度（對應(yīng)鐵芯位移1mm勺輸出）； 阻抗（輸入端、輸出端阻抗）； 連接條件（電纜、插座、輸入電路等）； 裝配方法（與被測對象的連接方法等）； 環(huán)境條件（溫度、濕度、灰塵、防水性、防銹條件等）。5、應(yīng)用因?yàn)椴顒?dòng)變壓器作為位移傳感器的優(yōu)良特性，幾乎在一切工業(yè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，下面介紹幾個(gè)具體例子。（1）鋼鐵工業(yè)：高爐的爐頂水平檢測、連續(xù)鑄造軋輻間隙、砂型振動(dòng)、凸度等檢測，鐵水包、中間包等滑動(dòng)水口的位置檢測等。（2）重型電機(jī)工業(yè)：蒸汽透平的主閥、旁通閥的閥升程檢測，升降機(jī)的姿勢監(jiān)控等。(3)工程機(jī)械工業(yè)：數(shù)控機(jī)床模擬檢測用的測量頭。(4)陶瓷工業(yè)：耐火材料的熱膨脹檢測，模板玻璃的形狀檢測。(

7、5)船舶、車輛工業(yè)：柴油機(jī)的燃料分類位置檢測，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射閥的動(dòng)態(tài)特性檢測，輪胎、車輪的偏心量檢測。(6)測重機(jī)工業(yè)：自動(dòng)計(jì)量袋裝重量的裝置，瀝青送料裝置計(jì)重機(jī)。(7)計(jì)測儀器、試驗(yàn)機(jī)工業(yè)：用于金屬材料和塑料等牽引試驗(yàn)、蠕變試驗(yàn)，流量計(jì)、液面計(jì)的信號(hào)變換部分，土木建筑構(gòu)件的機(jī)械試驗(yàn)。(8)一般工業(yè)：組裝軸承的隔片選片機(jī)，沖壓時(shí)的動(dòng)作偏差檢測，工件的尺寸和形狀偏差檢測等。二、差動(dòng)變壓器(摘自非電量電測技術(shù))此處僅列出提綱，深入研究請查看原文。1、工作原理與結(jié)構(gòu)差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)分為變隙式和螺線管式兩種，變隙式差動(dòng)變壓器由于行程很小，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，因此目前已很少采用，而大多數(shù)采用螺管式。螺管

8、式差動(dòng)變壓器的基本元件有銜鐵、初級線圈、次級線圈和線圈框架等。初級線圈作為激勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的兩個(gè)線圈反相串聯(lián)而成，形成變壓器的副邊。根據(jù)初、次級排列形式不同有二節(jié)式、三節(jié)式和多節(jié)式。三節(jié)式的零點(diǎn)電位較小，二節(jié)式比三節(jié)式靈敏度高、線性范圍大，四節(jié)式和五節(jié)式都是為了改善傳感器線性而作的努力。差動(dòng)變壓器的工作原理可以用變壓器原理來解釋，不同之處是：一般變壓器是閉合磁路，而差動(dòng)變壓器是開磁路；一般變壓器原、副邊的互感是常數(shù)，而差動(dòng)變壓器原、副邊之間的互感隨銜鐵移動(dòng)而變化。差動(dòng)變壓器工作正是建立在互感變化的基礎(chǔ)上。2、線性度與靈敏度(1)線性度。差動(dòng)變壓器的線

9、性范圍受到螺管線圈軸向磁場不均勻的影響。靠合理的設(shè)計(jì)保證所要求的線性范圍和線性度。(2)靈敏度。差動(dòng)變壓器的靈敏度是指銜鐵移動(dòng)單位位移時(shí)所產(chǎn)生的輸出電勢的變化，可用mV/mm來表示；在實(shí)用中考慮到激勵(lì)電壓的影響，還常用mV/mm/V來表示，即銜鐵單位位移所產(chǎn)生的電勢變化除以激勵(lì)電壓值。差動(dòng)變壓器靈敏度的高低與初級電壓、次級繞組匝數(shù)和激勵(lì)電壓的頻率有關(guān)：與次級匝數(shù)的關(guān)系次級匝數(shù)增加，靈敏度增加，二者呈線性關(guān)系。但是次級匝數(shù)不能無限制增加，因?yàn)椴顒?dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓也隨之變大。初級電壓靈敏度與初級電壓成正比關(guān)系，但初級電壓也不能過大，過大時(shí)會(huì)使差動(dòng)變壓器線圈發(fā)熱而引起輸出信號(hào)漂移，一般采用38V。

10、激勵(lì)電源頻率在頻率很低時(shí)，靈敏度隨頻率增加而增加；當(dāng)頻率升高，線圈的感抗大大高于其電阻,由于高頻時(shí)導(dǎo)線的時(shí)，靈敏度與頻率無關(guān)；當(dāng)頻率超過某一數(shù)值時(shí)(該值因銜鐵材料而不同)2-1是某種集膚效應(yīng)使導(dǎo)線有效電阻增加，銜鐵的渦流損耗及磁滯損耗增加，使輸出下降。圖導(dǎo)磁材料輸入頻率與靈敏度的關(guān)系，可供選擇激勵(lì)頻率時(shí)參考。)0。806040200246810f,kHz圖2-1差動(dòng)變壓器的激磁頻率與靈敏度的關(guān)系3、產(chǎn)生誤差的原因誤差是指傳感器的實(shí)際特性與理想特性之間的偏差，這里主要分析傳感器本身所固有的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，不涉及測量方法上的誤差。(1)激勵(lì)電源的幅值和頻率影響激勵(lì)電源電壓幅值的波動(dòng)會(huì)使線圈激勵(lì)

11、磁場的強(qiáng)度發(fā)生變化而直接影響輸出電勢。頻率的波動(dòng)影響不大。(2)溫度變化的影響環(huán)境溫度的變化會(huì)引起線圈及導(dǎo)磁體磁導(dǎo)率的變化，使線圈磁場發(fā)生變化而產(chǎn)生溫度漂移。當(dāng)線圈品質(zhì)因數(shù)較低時(shí)，這種影響更為嚴(yán)重。采用恒流源激勵(lì)比恒壓源有利，適當(dāng)提高線圈的品質(zhì)因數(shù)并采用差動(dòng)電橋可以減少溫度的影響。(3)零點(diǎn)殘余電壓當(dāng)差動(dòng)變壓器的銜鐵處于中間位置時(shí)，理想的情況輸出電壓應(yīng)為零。但實(shí)際上在使用電橋式電路時(shí)，在零點(diǎn)時(shí)總有一個(gè)微小的電壓值(從零點(diǎn)幾毫伏到數(shù)十毫伏)存在，這個(gè)電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓。圖2-2是擴(kuò)大了的表示零點(diǎn)殘余電壓的輸出特性。虛線為理想特性，實(shí)線表示實(shí)際特性。零點(diǎn)殘余電壓的存在會(huì)造成零點(diǎn)附近的不靈敏區(qū)。零

12、點(diǎn)殘余電壓的波形十分復(fù)雜，并且不規(guī)則。經(jīng)分析它包含了基波同相成分、基波正交成分，還有二次和三次諧波以及幅值較小的電磁干擾波等。零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因如下:圖2-2差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓圖2-3采用相敏檢波后的輸出特性基波分量由于差動(dòng)變壓器兩只次級繞組的繞制在工藝上不可能完全一致，因此它的等效電路參數(shù)（互感、自感和損耗電阻等）不可能完全相等，從而使兩個(gè)感應(yīng)電勢數(shù)值不等。初級線圈中銅損電阻及導(dǎo)磁材料的鐵損和材質(zhì)的不均勻，線圈匝間電容的存在，亦使激磁電流與所產(chǎn)生的磁通不同相。上述因素使得兩個(gè)次級線圈中的感應(yīng)電勢不僅數(shù)值不等，相位也存在誤差。相位的不同所產(chǎn)生的零點(diǎn)殘余電壓無法通過調(diào)節(jié)銜鐵位移來消除。

13、高次諧波高次諧波分量主要由導(dǎo)磁材料的磁化曲線的非線性引起。由于磁滯損耗和磁飽和的影響，使得激勵(lì)電流與磁通波形不一致,導(dǎo)致產(chǎn)生非正弦波（主要是三次諧波磁通）從而在次級繞組感應(yīng)出非正弦波的電勢。消除零點(diǎn)殘余電壓的一般方法:從設(shè)計(jì)和工藝上盡量保證線圈和磁路對稱，結(jié)構(gòu)上可采用磁路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；在選取磁路工作點(diǎn)時(shí)，應(yīng)保證磁場不工作在磁化曲線飽和區(qū)域。選用合適的測量線路。采用相敏檢波電路不僅可以鑒別銜鐵移動(dòng)方向，而且可以把銜鐵在中間位置時(shí)的高次諧波零點(diǎn)殘余電壓消除很多。如圖2-3所示，采用相敏檢波后銜鐵反行程時(shí)的特性曲線由1變成2,從而消除了零點(diǎn)殘余電壓。采用補(bǔ)償線路。在差動(dòng)變壓器應(yīng)用中，為了消除零點(diǎn)殘余電壓

14、而采用的電路形式很多,0.55Q,用歸納起來大致有如下幾種:加串連電阻以消除基波同相成分；一般串連電阻的阻值很小，為康銅絲繞制。加并聯(lián)電阻以消除基波正交成分，但它對基波同相成分有影響；并聯(lián)電阻的阻值為數(shù)100500pf范圍內(nèi)。十到數(shù)百千歐。并聯(lián)電容，改變相移，補(bǔ)償高次諧波分量；并聯(lián)電容的數(shù)值在加反饋繞組和反饋電容補(bǔ)償基波及高次諧波分量。實(shí)際上這些數(shù)值通過實(shí)驗(yàn)來確定；在搞通差動(dòng)變壓器的工作原理和零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因基礎(chǔ)上，上述方法可以變通和組合，也有可能設(shè)計(jì)出新的補(bǔ)償電路。圖2-4給出一些補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的線路原理圖，供參考。圖2-4差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償電路4、測量電路(1)差動(dòng)直流輸出

15、電路差動(dòng)變壓器的輸出電壓是交流信號(hào)，其幅值與銜鐵位移成正比。如果用交流電壓表測量其輸出值只能反映銜鐵位移的大小，不能反映位移的方向。其次，交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓，即使采用各種補(bǔ)償方法，也只能減小而不能完全消除。所以在工程實(shí)踐中常用的是直流輸出電路，既能反映銜鐵位移方向，又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓。直流輸出電路有兩種形式：一種是差動(dòng)相敏檢波電路，另一種是差動(dòng)整流電路。差動(dòng)整流電路如圖2-5所示，這種電路比較簡單，不需要比較電壓繞組，不需要考慮相位調(diào)c）全波電壓車出d）半波電壓輸出差動(dòng)相敏檢波電路有很多種形式，圖2-6給出兩個(gè)例子，一種是全波電路，一種是半波電路。相敏檢波電路要求比較電壓和差

16、動(dòng)變壓器次級輸出電壓頻率相同，相位相同或相反。為了保證這一點(diǎn)，通常在電路中接入移相電路。另外，要求比較電壓幅值應(yīng)盡可能大，（因?yàn)楸容^電壓在檢波電路中是起開關(guān)作用，若小于信號(hào)電壓則不能使開關(guān)打通），一般應(yīng)為信號(hào)電壓的35倍。圖中Rw是電橋調(diào)零電位器。對于測量小位移的情況，由于輸出信號(hào)小，電路中還要接輸入放大器。圖2-6差動(dòng)相敏檢波電路a）全波檢波b）半波檢波（2）直流差動(dòng)變壓器線路直流差動(dòng)變壓器工作原理與上面所述普通差動(dòng)變壓器完全相同，差別僅在于儀器所用的電源是直流電源（干電池、蓄電池等）。直流差動(dòng)變壓器原理圖如圖2-7所示，由直流電源、多諧振蕩器、差動(dòng)整流電路和濾波器等組成。圖2-7直流差動(dòng)變

17、壓器線路原理圖多諧振蕩器提供差動(dòng)變壓器高頻激勵(lì)電源，可以是方波、三角波或正弦波。直流差動(dòng)變壓器一一般用于下列場合： 測量點(diǎn)與控制室相距較遠(yuǎn)（大于100m）; 同時(shí)使用多個(gè)差動(dòng)變壓器，要求相互之間以及對其他設(shè)備不產(chǎn)生干擾； 需要防爆的場合； 要求便于攜帶，如在野外工作。5、差動(dòng)變壓器應(yīng)用位移測量是差動(dòng)變壓器最主要的用途。凡是能夠變換成位移的物理量都可以用差動(dòng)變壓器測量。注意，一般用差動(dòng)變壓器測量都是接觸式的，在某些場合會(huì)影響被測對象的狀態(tài)（例如振動(dòng)等），即所謂“負(fù)載效應(yīng)”，這時(shí)須選用其他形式的傳感器，例如電渦流傳感器等。 它可以作為不少精密量儀的主要部件，如制成高精度電感比較儀，配上相應(yīng)的測量裝

18、置，能對零件進(jìn)行多種精密測量：長度、內(nèi)徑、外徑、不平行度、不平面度、不垂直度、振擺、偏心、和橢圓度等。 作為軸承滾動(dòng)體自動(dòng)分選機(jī)的主要測量部件，可以分選大、小鋼球，大、小圓柱,大、小圓椎，滾針等。 用來測量各種零件的膨脹、伸長、應(yīng)變、移動(dòng)等。應(yīng)用各類傳感器其位移測量范圍可從±3（imiliJ1000mnO上。 振動(dòng)和加速度測量。利用差動(dòng)變壓器加上懸臂梁彈性支承可以構(gòu)成測量振動(dòng)的加速度計(jì)。 壓力測量。差動(dòng)變壓器和彈性敏感元件（膜片、膜盒、彈簧管等）相結(jié)合，可以組成開環(huán)系統(tǒng)的壓力傳感器和閉環(huán)系統(tǒng)的力平衡式壓力計(jì)。三、差動(dòng)變壓器應(yīng)用電路實(shí)例1、MZK-4R磨床自動(dòng)控制裝置本裝置用于自動(dòng)或半

19、自動(dòng)磨床上。在工件磨削過程中，控制裝置能精確地根據(jù)預(yù)調(diào)量的大小順次發(fā)出4個(gè)信號(hào)來控制磨頭的引進(jìn)、粗磨、精磨、光磨和退出等過程，實(shí)現(xiàn)磨削過程的自動(dòng)測量與控制。(1)磨床的工作過程當(dāng)工件裝卡完畢后，測量裝置先進(jìn)入工件進(jìn)行測量，如果工件尺寸符合預(yù)調(diào)結(jié)果，控制裝置就發(fā)出“起始”信號(hào)，磨頭進(jìn)入工件并向加工方向快速進(jìn)給，開始粗磨。以內(nèi)磨為例，隨著砂輪磨削工件尺寸逐漸變小，測量頭輸出信號(hào)也隨之變小，達(dá)到預(yù)設(shè)位置時(shí)由觸發(fā)器順次發(fā)出三個(gè)信號(hào)，即“粗磨結(jié)束”信號(hào)，表示粗磨結(jié)束，使砂輪進(jìn)給速度減小，進(jìn)入精磨；當(dāng)精磨結(jié)束時(shí)發(fā)出“精磨結(jié)束”信號(hào)，使砂輪停止進(jìn)給，進(jìn)行光磨；最后到達(dá)預(yù)設(shè)尺寸時(shí)發(fā)出“光磨結(jié)束”信號(hào)，使砂輪和

20、檢測裝置快速退出。(2)測量頭(傳感器)工作原理測量頭采用差動(dòng)變壓器式位移傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖3.1-1(a)所示，鐵芯向右移動(dòng)，使繞組A感應(yīng)電勢減小，繞組B感應(yīng)電勢增加(反之亦然)。此兩繞組與測量裝置中的電阻R1、R2組成橋路，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)輸出，見圖3.1-1(b)。圖3.1-1差動(dòng)變壓器原理圖初級線圈由方波發(fā)生器勵(lì)磁，方波頻率為3kHz,電壓有效值為3.5V。隨著鐵芯位移量的變化，在電位器Rw的動(dòng)臂與測量頭次級公共抽頭(接地)之間產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電壓變量，此電壓變量經(jīng)放大和相敏整流后即獲得圖3.1-2的位移一電壓特性曲線。圖中ST段為全部線性范圍，其中心E段（高精度）為X1檔指示范圍，K-C段（低

21、精度）為X10檔指示范圍?！捌鹗肌保?）信號(hào)在AA段發(fā)出，“粗磨結(jié)束”（1）信號(hào)在GHB段發(fā)出，“精磨結(jié)束”信號(hào)（2）在0F段發(fā)出，“光磨結(jié)束”信號(hào)（3）在0點(diǎn)發(fā)出。（3）電路原理電路方框圖如圖3.1-3。測量頭一相敏整流指示3KC方波觸發(fā)器“0”信號(hào)-15V電源4-觸發(fā)器信號(hào)+6V基準(zhǔn)觸發(fā)器“2”信號(hào)觸發(fā)器預(yù)調(diào)“3”信號(hào)圖3.1-3控制裝置電路方框圖電路原理說明裝置由6個(gè)部分組成，測量部分詳見電路原理圖（MZK-4R.S01）:輸入橋路，兩臂由測量頭兩個(gè)次級繞組組成，另兩臂由R84R85組成，電位器VR1作電氣零點(diǎn)粗調(diào)，VR2作零點(diǎn)微調(diào)，R86用于限制零點(diǎn)調(diào)節(jié)范圍。為了獲得放大器校正用的基準(zhǔn)

22、電壓，由方波發(fā)生器取得一個(gè)電壓，經(jīng)變壓器TR4R88、R89組成另一個(gè)橋路，VR4用來調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓。 放大器，將輸入電路中獲得的微弱信號(hào)進(jìn)行放大，使之有足夠的幅值完成測量與控制作用。T15、T17、T18構(gòu)成電壓放大器，增益分別為10、20、20dB左右，T16是緩沖級，T19、T20構(gòu)成推挽功率放大級，放大器增的電壓增益約6070dB。為了獲得較高的穩(wěn)定性和線性，各級都加了較深的負(fù)反饋，其中第一級負(fù)反饋是可調(diào)的，通過VR3調(diào)整放大器的總增益。 相敏整流與指示電路，用來完成整流并鑒別輸入信號(hào)的相位。由D15、D16組成半波整流電路，封鎖電壓為13V,由方波發(fā)生器提供。整流后的直流緩變信號(hào)一方面

23、用作觸發(fā)器的輸入，另一路用作面板指示?？票硎菨M量程150科A的微安表，用并聯(lián)電阻R9RR91獲彳導(dǎo)50科和500科的滿量程指示。D33用作電壓箝位，以保護(hù)表頭。 方波發(fā)生器，用來產(chǎn)生測量頭所需的勵(lì)磁電壓和相敏整流所需的封鎖電壓。由T21、T22組成高矩形系數(shù)多諧振蕩器電路，起振容易，頻率和幅度穩(wěn)定度高，其振蕩頻率為33.5KHZ。 觸發(fā)器，根據(jù)相敏整流的輸出電壓和預(yù)調(diào)電壓的比較結(jié)果，順次產(chǎn)生四個(gè)不同的控制信號(hào)輸出。電路采用射極由穩(wěn)壓管耦合的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，溫度漂移小，回差調(diào)節(jié)方便。其中VR5VR6VR7、VR8分別作為面板上“0”、“1”、“2”、“3”四個(gè)信號(hào)的調(diào)節(jié)電位器。 電源：一24V,整

24、流濾波后供功率繼電器使用；15V,由串聯(lián)穩(wěn)壓電路產(chǎn)生，用作各三極管的集電極電壓及觸發(fā)器預(yù)調(diào)用；+6V,由并聯(lián)穩(wěn)壓電路產(chǎn)生，供給觸發(fā)器的偏壓和預(yù)調(diào)用。（4）主要技術(shù)指標(biāo) 儀表分度及誤差：高精度（G）木1科/分度；滿量程-10+50-誤差W1.5科低精度（D）木20"分度；滿量程-100+500誤差W30d 控制信號(hào)可調(diào)范圍：“0”信號(hào)，350500科；“1”信號(hào)，30100科；“2”信號(hào)，030科；“3”信號(hào)，-10+10科 電氣零點(diǎn)可調(diào)范圍：不小于100（1,另有土5（1微調(diào) 重復(fù)誤差：不大于1W （電網(wǎng)）電壓調(diào)整誤差：不大于3d 不穩(wěn)定性：時(shí)間漂移不大于10/4小時(shí)；溫度漂移不大于

25、10/10C2、ZD41B短圓柱磁子分選機(jī)本機(jī)由高精度測微頭(差動(dòng)變壓器)，配合晶體管電路組成測量和邏輯控制裝置，完成自動(dòng)分選短圓柱軸承磁子的任務(wù)。(1)主要技術(shù)指標(biāo) 測量范圍：長度不大于15mm直徑515mm 精度：1,2,3若重新整定倍率和徑向分組電位器，可獲得0.55科范圍內(nèi)的任意分組 分組數(shù)：10組。過小，1、2、3、4、5、6、7、8,過大 速度：28個(gè)/分鐘到65個(gè)/分鐘，任意調(diào)節(jié)(2)工作原理磁柱徑向尺寸的測量和分類是自動(dòng)化的。待測的磁柱預(yù)先由人工放入盤形料斗，通過振動(dòng)磁柱沿著管道到達(dá)送料位置，然后由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的推桿推入測量部位進(jìn)行徑向測量。當(dāng)不同尺寸的磁子進(jìn)入測量部位進(jìn)行測量時(shí)，

26、差動(dòng)變壓器導(dǎo)桿鐵芯在線圈中位移，從而差動(dòng)變壓器輸出一個(gè)與磁柱尺寸變化成正比的交流電信號(hào)，這一微小電信號(hào)經(jīng)放大、整流后再由直流放大器放大，使相應(yīng)的觸發(fā)器動(dòng)作帶動(dòng)執(zhí)行繼電器和電磁鐵，從而開啟分類組儲(chǔ)料活門，使測量完的不同直徑尺寸的磁柱落到不同的分類儲(chǔ)料箱中，完成自動(dòng)測量和分類任務(wù)。這里主要介紹徑向尺寸測量部分，即差動(dòng)變壓器及其二次電路。磁子測量部分由差動(dòng)變壓器、4KHz振蕩器、衰減器、低頻交流放大器、相敏整流、直流放大器、穩(wěn)壓電源等部分組成，詳見電路原理圖(DGS-200A.SO1)。 測微頭(差動(dòng)變壓器)：利用差動(dòng)變壓器將磁柱直徑尺寸轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康淖兓?，其變換關(guān)系為：E2Af(l)E2是次級線圈電壓；A是比例常數(shù)；l是磁柱直徑。初級線圈采用頻率4KHz,幅值23V的矩形波激磁。因而在次級線圈中感應(yīng)出u2、u3電壓。將次級兩線圈的異名端相連作為公共點(diǎn)接地，另外兩端作為差動(dòng)輸出，并與電阻R1、R2及電位器VR構(gòu)成電橋平衡回路。當(dāng)鐵芯位于兩個(gè)次級線圈中心位置時(shí)，由于兩個(gè)線圈磁阻相等，電橋處于平衡狀態(tài)，差動(dòng)變壓器輸出E2=0(u2=u3)。靜態(tài)時(shí)由于鐵芯和導(dǎo)桿的自重使鐵芯位于次級線圈最下端，因而輸出一個(gè)負(fù)極性電壓；測量磁柱時(shí)導(dǎo)桿向上位移，帶動(dòng)鐵芯在差動(dòng)線圈中也同時(shí)向上位移，