磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究

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1、8传感器技术（JournaiofTransducerTechnoiogy）2005年第24卷第9期v’’’’’v’’v研’究与’探’讨’’v＊磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究12杨朝英，徐龙祥（1.南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016；2.南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016）摘要：设计了用于磁悬浮轴承系统中的差动变压器式位移传感器。从基本原理出发，结合磁轴承特点，提出了改进的传感器结构方案。利用线性差动变压器的专用芯片AD598作为传感器的测量电路。实验结果表明：所设计的传感器具有较好的

2、性能：在-0.35~0.35mm测量范围内，线性度为11.25%，灵敏度可高达23.77mV/!m，完全适用于磁悬浮轴承系统中。关键词：非接触；位移传感器；磁悬浮轴承；测量电路中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787（2005）09-0008-02Studyondifferentialtransformerdisplacementsensorsforactivemagneticbearings12YANGChao-ying，XULong-xiang（1.CollofAutomationEngin

3、，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2.CollofMech&ElctEngin，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China）Abstract：Thedifferentiaitransformerdispiacementsensorappiyinginactivemagneticbearingsisdesigned.Basedonthe

4、principieandcharacteristicofactivemagneticbearing，theimprovedprojectinstructureforthesensorispresented.Theiinearvariabiedifferentiaitransformer（LVDT）signaiconditionerAD598isusedasmeasuringcircuitforthesensor.Theexperimentconciudesthatthedesignedsensorhaspreferab

5、ieperformance：theiinearityis11.25%andsensitivityis23.77mV/!minthemeasuringrangeof-0.35~0.35mm.Itissuitabietoactivemagneticbearing.Keywords：contact-iess；dispiacementsensor；activemagneticbearing；measuringcircuit0引言电涡流式传感器的信噪比较低，这是传感器转换电路中的传感器技术涉及的知识非常广泛，渗透到各个科学领电子

6、元件的固有噪声所致。要提高信噪比则要提高灵敏域，它的共性是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特度，但这又会使电涡流式传感器的线性范围受到限制。本性将非电量转换成电量。在信息采集系统中，传感器通常文所分析的电感式位移传感器，灵敏度高、线性度好，分辨处于系统前端，即检测和控制系统之首，它提供给系统赖以力高时，可测位移范围小，一般为几微米到几百微米，此范处理和决策所必须的原始信息。因此，传感器的性能对整围已经能够满足磁轴承位移测量的要求。而且，此电感式［1］个系统是至关重要的。传感器由于线圈被软磁材料所屏蔽，对周围磁场不敏

7、感。在一些应用场合，对传感器有特殊的要求，如磁悬浮轴因而，此传感器比较适合用于磁悬浮轴承系统中。承系统中使用的位移传感器，要求传感器是非接触的、能真1基本原理实地反映出转子中心的位移变化，而且，测量的线性范围一电感式传感器是利用线圈的自感或者互感的变化来实般较小。因此，对位移传感器的灵敏度和线性范围等技术现测量的一种装置，它的核心是可变自感或可变互感。本指标的要求都很高，要求灵敏度高达20mV/!m、线性范围文采用的是变气隙式差动变压器式电感传感器，是利用互为-0.35~0.35mm。目前，用于电磁轴承控制系统中的位感

8、的变化来工作的。移传感器大多是电涡流式传感器。电涡流式传感器是利用1.1基本结构及工作原理电磁感应原理制成，因而，它对外磁场比较敏感。此外，如图1所示，上下2只铁芯上均有1个初级线圈（也称收稿日期：2005-04-04＊基金项目：航空“十五”预研项目（418010402）第9期杨朝英等：磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究9励