根據(jù)差動(dòng)變壓器式傳感器原理,當(dāng)差動(dòng)變壓器兩個(gè)次級(jí)線圈差接,并且鐵芯處于中間位置時(shí),輸出信號(hào)電壓應(yīng)該為零。但是,在實(shí)際上,這種情況是絕對(duì)達(dá)不到的,總留有個(gè)小小的電壓值,即所謂零點(diǎn)殘余電壓。它過(guò)大時(shí),則會(huì)使放大器末級(jí)趨于飽和,影響電路正常工作。同樣的示值范圍,因殘余電壓過(guò)大,也要求相敏整流器參考電壓增高,若參考電壓不夠,示值誤差大。要使實(shí)際特性曲線盡量接近理想特性曲線,必須研究零電壓產(chǎn)生的原因和克服的辦法。零電壓如果用示波器顯示,可以看到它包含基波成份和高次諧波成份。高次諧波成份是由于磁性材料先天性不足所引起的,由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響,使激磁電流與它的磁通的波形不一致,即出現(xiàn)了非正弦波分量。
差動(dòng)變壓器式傳感器用磁性材料,矯頑力Hc的值要選得小為好。因?yàn)閷?dǎo)磁率μ=dB/dH,磁導(dǎo)率μ值愈大愈好。剩磁Br愈小愈好,剩磁Br愈大愈容易飽和。從磁性材料滿足工程設(shè)計(jì)上得需要來(lái)看,應(yīng)盡可能避免導(dǎo)致傳感器中產(chǎn)生高次諧波。
在高頻情況下,大于10千赫茲激磁頻率得傳感器,起決定因素的是電阻值,應(yīng)選用高電阻率材料
,此時(shí)對(duì)磁導(dǎo)率和剩磁的考慮也就處于次要地位了。但是,對(duì)于消除基波零電壓來(lái)說(shuō),應(yīng)盡可能的增大線圈的品質(zhì)因素ωL/r,使線圈的電阻r的影響減小,從而保證零電壓在電橋輸出中所占的比重減小,這就要求磁性材料有較大的磁導(dǎo)率μ來(lái)增加電感L。此時(shí)材料的磁導(dǎo)率μ就成為主要指標(biāo)了。
對(duì)環(huán)形磁航向傳感器,所采用的軟磁合金應(yīng)有以下要求:(1)合金的導(dǎo)磁均勻性要好;(2)由于傳感器在400赫茲激磁場(chǎng)及地磁場(chǎng)同時(shí)作用下工作的,因此,要求合金應(yīng)具有較好的動(dòng)態(tài)磁性能和較好的交直流疊加磁性能。一般根據(jù)使用要求振幅磁導(dǎo)率μ0.2=10000左右為宜;(3)合金的剩余磁感應(yīng)Br要低,最好低于2000高斯;(4)要求磁性鋼帶的尺寸均勻,厚度公差小于0.01~0.015毫米,以保證傳感器的工作訊號(hào)大于280毫伏,零位訊號(hào)小于30毫伏。
為滿足環(huán)形航向傳感器的設(shè)計(jì)要求,合金的成份選擇極其重要,應(yīng)使合金的飽和磁致伸縮λs趨近于零,可以通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚硎垢黜?xiàng)異性常數(shù)K也趨于零,這樣就可以得到導(dǎo)磁均勻性好、磁導(dǎo)率高的合金。
對(duì)于計(jì)數(shù)傳感器,它是開(kāi)磁路器件,為了用很小的激磁電流就可得到最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm,應(yīng)選擇磁導(dǎo)率較高,矯頑力Hc很小的合金。在給定的工作電壓及要求有較大的電勢(shì)輸出時(shí),為減小體積和繞組匝數(shù),應(yīng)選擇具有較高飽和磁感應(yīng)的合金。