美國MTS位移傳感器接通電源后,在開關的感應面將產(chǎn)生一個交變磁場,當金屬物體接近此感應面時,金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量,使振蕩器輸出幅度線性衰減,然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。位移傳感器具有無滑動觸點,工作時不受灰塵等非金屬因素的影響,并且低功耗,長壽命,可使用在各種惡劣條件下,主要用在自動化裝備生產(chǎn)線對模擬量的智能控制。
位移傳感器采用差動變壓器式結構,兩個次級線圈采用反向串聯(lián)的方式連接,輸出與鐵芯位移量存在一定線性關系的電壓值。當在初級線圈繞組加上適當?shù)募铍妷?,移動鐵芯位置會在兩個次級線圈繞組中相應地產(chǎn)生感應電動勢。如果能保證變壓器結構全對稱,那么在可動鐵芯滑動到平衡位置時,會使初級線圈繞組與兩個次級線圈繞組分別作用產(chǎn)生的兩個互感系數(shù)和在數(shù)值上相等,次級線圈感應電動勢在數(shù)值上相等。由于變壓器兩個次級線圈繞組采用反向串聯(lián)的連接方式,差動變壓器的輸出電壓為零,這就是位移傳感器的零位電壓。但在目前加工工藝條件下,無法保證變壓器結構全對稱。因此位移傳感器必然存在零殘電壓的缺陷。
位移傳感器產(chǎn)生零殘電壓的主要原因如下:
1.由于兩個次級繞組線圈的幾何尺寸和電氣參數(shù)不對稱,氣隙不均勻,致使產(chǎn)生的感應電動勢幅值不相等,相位不同;
2.由于磁性材料的磁化曲線具有非線性,磁路也具有不對稱性。
零殘電壓對位移傳感器的影響主要有:
1.傳感器輸出特性在零點位置附近不靈敏,限制了位移傳感器分辨率的提高;
2.如果傳感器零殘電壓太大,會大幅影響位移傳感器的線性精度,也會使傳感器的靈敏度大幅下降。
為減小美國MTS位移傳感器的零殘電壓,線圈繞制過程中藥盡量保證初級線圈與次級線圈結構的均勻與對稱;次級線圈磁路的對稱;鐵芯選材應確保材質均勻,經(jīng)熱處理改善型材的機械性能和磁性;設計有效的電路補償。補償電路形式很多,常見的有電阻串聯(lián)、電阻并聯(lián)、電容并聯(lián)、外加反饋繞組或反饋電容等,是比較簡單有效的方法。