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差动传感器和测量电桥

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差动测量系统结构 作用：

提高灵敏度

减少非线性误差

减少干扰的影响

差动测量系统常用于电参量传感器（电阻式、电容式、电感式传感器）

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差动电容传感器

变气隙式、变面积式和变介电常数式三种电容传感器均可制成差动电容传感器。由于变气隙式电容传感器的非线性严重，实际上是很少使用的，通常制成差动型式，其常用结构见图。

变气隙式差动电容传感器原理

差动电容式传感器

忽略3次方以上非线性项 灵敏度

同单个电容式传感器的灵敏度相比增加了1倍 变气隙式差动电容传感器仅含奇次方的非线性，因此其线性度得到很大程度的改善。

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差动电容传感器调理电路脉冲调宽电路

脉冲调宽电路

脉冲调宽电路的输出波形

差动式电感传感器 由于自感传感器具有初始电感，线圈流向负载的电流不为零，衔铁永远受有吸力，线圈电阻受温度影响引起温度误差，灵敏度低等缺点。因此，实际中应用较少，常用差动自感传感器。 差动自感传感器：用两个相同的传感线圈共用一个衔铁,构成差动式电感传感器,这样可以提高传感器的灵敏度,减小测量误差。

7 变气隙式差动自感传感器原理见图.它由一个公共衔铁和上、下两个对称的线圈L1和L2组成。 当衔铁向上位移 ，在差动自感传感器中，电感变化量：

变气隙式差动自感传感器的特性分析

上式中第一项是线性项，其灵敏度为：

可见，差动自感传感器的灵敏度是简单自感传感器的2倍。

差动自感传感器仅含奇次方非线性项，其三次方非线性误差为：

非线性得到很大的改善。

变气隙式差动自感传感器

8 差动电感压力传感器

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电阻压力传感器差动结构示意图

电阻传感器原理：

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梁臂式力传感器

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导线张力传感器

12 电桥: 将电阻（电感、电容或阻抗）参量的微弱变化转换为电压或电流输出的一种测量电路。 电桥特点: 电路简单，较高的准确度和灵敏度，广泛使用 电桥分类：（4种方法）