電感位移傳感器被廣泛應用于微小位移量檢測中,但在一些工程中現有傳感器的測量精度和靈敏度達不到測量要求。針對這一問題,對傳感器前段信號處理電路進行改進,在傳感器上下線圈并聯(lián)電容形成LC電路,利用LC電路諧振效應改善電路的性能,以提高信號源頭的靈敏度;采用Multisim軟件對半橋和全橋電路在并聯(lián)不同大小的電容后的性能進行仿真,并用Matlab對生成的曲線進行最小二乘擬合,比較得出使電路性能最優(yōu)的電容值和并聯(lián)方法。結果表明在損失微小線性度的情況下可將靈敏度提高一倍。
電感位移傳感器的實質,是將敏感元件的變化量轉化成電壓幅值的變化量來進行測量,其廣泛應用于檢測微小位移量的檢測系統(tǒng)中,因此對電感傳感器的測量精度和靈敏度要求很高。電感位移傳感器的靈敏度是指輸出電壓的增量與側頭位移增量的比。在其他條件相同的情況下提高靈敏度可以提高系統(tǒng)的最小分辨率和精度。提高電感傳感器靈敏度的方式有多種,但目前主要都是通過對電感傳感器的信號調理電路的改進來實現。文中嘗試通過諧振電路改變傳感器的輸出信號,從信號源頭增大傳感器靈敏度。這種方法相當于對傳感器本身進行改進,使得它還可以與其他改進技術如:傳感器激勵源、輸出信號處理、計算機軟件補償等兼容以共同提高整個系統(tǒng)的性能。
1、改進后電路的模型建立
1.1半橋式改進電路
如果沒有C1和C2為普通半橋電路,虛線框中為電感傳感器的等效電路,傳感器測頭的位移帶動螺線管中鐵芯上下移動,從而改變上下兩個線圈的電感值。將兩線圈等效成純電阻和純電感的串聯(lián),如圖中R1和L1組成上線圈,R2和L2組成下線圈,輸出接在上線圈上。實際傳感器中線圈與輸出的接線不會變,只是通過鐵芯移動來改變電感,所以R1和R2固定不變。輸出電壓