测量转换电路

测量转换电路的作用是将电感量的变化转换成电压或电流信号，以便送入放大器进行放大，然后用仪表指示出来或记录下来。

1.变压器电桥电路

变压器电桥电路如图3－5所示。相邻两工作臂Z1、Z2是差动式电感传感器的两个线圈阻抗；另外两臂为激励变压器的二次线圈。输出电压取自A、B两点。若D点为零电位，且传感器线圈的品质因素 （Q值）较高，即线圈直流电阻远小于其感抗，可推导出输出电压为

（3.2）

图3－4 差动式与单线圈电感传感器非线性比较

1—上线圈特性；2—下线圈特性；3—L1、L2差动式的特性

图3－5 变压器电桥电路

当衔铁处于线圈中间位置时，由于线圈完全对称，因此Z1＝Z2＝Z，此时桥路平衡，输出电压Uo＝0。当衔铁向下移动时，下线圈的阻抗增加，即Z2＝Z＋ΔZ，而上线圈的阻抗减少，Z1＝Z－ΔZ，此时输出电压为

（3.3）

同理，当衔铁向上移动时，其输出电压为

综合上述两式，可得

（3.4）

（3.5）

虽然输出电压随位移方向不同而反相180°，但由于桥路电源是交流电，所以若在转换电路的输出端接普通仪表时，实际上却无法判别输出的相位和位移的方向。此外，图3－5所示电路还存在一种称为零点残余电压的影响。当衔铁处于差动电感的中间位置时，无论怎样调节衔铁的位置，均无法使测量转换电路输出为零，总有一个很小的输出电压 （零点几毫伏，有时甚至可达数十毫伏），这种衔铁处于零点附近时存在的微小误差电压称为零点残余电压。

2.相敏检波电路

“检波”和 “整流”含义相似，都指能将交流输入转换为直流输出的电路，但 “检波”多用于描述信号电压的转换。

如果输出电压接入显示终端前经相敏检波处理，则不但可以反映位移信号的大小还可以反映其位移的方向。不采用相敏检波电路和采用相敏检波电路的输出特性曲线如图3－6所示。

图3－6 输出特性曲线

（a）非相敏检波；（b）相敏检波1—理想特性曲线；2—实际特性曲线

图3－7所示为相敏检波电路图，Ux为电感传感器的输出信号（Ux相当于图3－5中的Uo），UR为参考电压，相敏检波电路起信号解调作用。当衔铁正位移时，仪表指针正向偏转，当衔铁负位移时，仪表指针反向偏转。因此，采用相敏检波电路，得到的输出信号既能反映位移大小，也能反映位移方向。

图3－7 相敏检波电路