MAX4581通过电刷在电阻元件上的滑动而改变输出电阻(或电压)值的大小:利用电位器制成测定线位移或角位移的传感器,称为电位器式位移传感器。

        

图9-45为电位器式线位移传感器的结构。电阻丝以均匀的间隔绕在用绝缘材料制成的骨架上,输入轴多带动电刷的触点沿着电阻丝裸露部分滑动,并由导电片输出。在测量比较小的线位移时,可用齿轮、齿条机构把线位移变换为角位移,如图9-46所示。微小的线位移将使齿条上、下移动,从而带动齿轮的转动。固定在齿轮上的电刷就会在电阻器上滑动,不同的线位移使得滑过的角度也就不同,改变了输出电阻(或电压)值的大小。

          

为变面积型电容式位移传感器的结构示意图。它采用差动式结构形式。测杆位移传感于下意图随被测位移而移动,它带动活动电极移动,从而改变了活动电极与两个固定电极之间极板的相互覆盖的面积,使电容发生变化。由于变面积型电容式传感器的输入―输出特性是线性的,因此这种传感器具有良好的线性。

          

电涡流式位移传感器,电涡流式传感器原理电涡流式传感器是利用电涡流效应,将一些非电量转换为阻抗的变化(或电感的变化,或Q值的变化),从而进行非电量的测小位移传感器示意图,1一电阻器;2一电刷;3一齿条。一个通有

交变电流为r1的传感器线圈,由于电流的变化,电容式位移传感器,1一测杆,2一开槽片簧;3一固定电极;4一活动电极。

电位器不同使用下的电路图,(a)分压器;(b)变阻器。

变面积型电涡流传感器测位移原理,1一传感器;2一被测圆筒。

        

在线圈周围产生一个交变磁场Hl。如果被测导体置于该磁场范围之内,被测导体内便产生电涡流F2,电涡流也将产生一个新的磁场H2,H2与H1方向相反,因而抵消部分原磁场,从而导致线圈的电感量、阻抗和品质因数发生改变。一般地说,传感器线圈的阻抗、电感和品质因数的变化与导体的几何形状、电导率、导磁率有关。也与线圈的几何参数、电流的频率以及线圈到被测导体间距离有关。如果控制上述参数中一个参数改变,其余都不变时,就可以构成测位移、测温度、测硬度等各种传感器。

图9-48 电涡流式,电涡流式位移传感器,传感器原理示意图,实际上,电涡流式位移传感器是由传感器线圈和被测导体共同组成的,是利用它们之间的耦合程度的变化来进行测试的。购买来的传感器仅为电涡流式传感器的一部分,使用中还必须考虑被测导体的物理性能、几何形状和尺寸。

        

图9-49是变间隙型电涡流式位移传感器的测量原理图,它是基于传感器线圈与导体平面之间间隙r的变化会引起涡流效应的变化,从而导致线圈电感、阻抗和品质因数的变化。为使传感器小型化,也可在线圈内加入磁心,这样可以保证在电感量相同条件下,减少匝数,提高Q值。同时加入磁心可以感受较弱的磁场变化,导致u值较大变化,从而增大测量范围。

         

变面积型电涡流式位移传感器是利用被测导体与传感器线圈之间相对覆盖面积的变化,引起变间隙测量位移的原理,1―被测导体;2一电涡流传感器电涡流效应的变化来进行位移测量。线圈结构和测试原理见图9-50所示。

         

这种变面积型电涡流式位移传感器的测量线性范围比变间隙式的大,而且线性提高。

由于被测导体与线圈之间的间隙在移动过程中很难保持不变,这将影响测试结,串联补偿方法示意图,1一传感器;2一被测圆筒。为此要采取补偿的办法,消除由此引起的误差。

补偿的办法是将两个传感器线圈串联起来,如图9-51所示。

        

这时变面积型传感器在测轴向位移时,尽管被测导体在径向有微小位移,由径向运动所引起的电压变化可以看作互相抵消以致不会引起较大的测试画出逻辑图,并检查自启动能力根据激励方程组和输出方程,可以画出图6.3,13所示的逻辑图。

如果REsEr端接逻辑1该电路将有3个无效状态:101、110和111,将这3个状态作为现态,与不同的输人变量一起分别代人电路的状态方程组而求其次态。结果证明,这3个状态在一个时钟周期后全部都能进入有效状态。

同步时序电路的设计过程可分为哪几个步骤?

什么是原始状态图和原始状态表?怎样建立原始状态图和原始状态表?

什么是等价状态?若状态已与3等价,D叉与c等价,那么状态己与c等价吗?

同步时序电路中触发器的数目与状态数目有何关系?与状态分配又有何关系?

激励方程组和输出方程组是如何确定的?它们可决定同步时序电路中哪部分电路?

如何检查同步时序电路的自启动能力?如果要求电路从特定状态开始工作,应如何处理?

本节主要讨论用触发器构成的脉冲异步时序电路的分析方法。异步时序电

路与同步时序电路的主要区别在于电路中没有统一的时钟脉冲,因而各存储电路不是同时更新状态,状态之间没有准确的分界。在分析脉冲异步时序电路时必须注意以下几点:

分析状态转换时必须考虑各触发器的时钟信号作用情况,异步时序电路中,由于各个触发器只有在其时钟输入CP元(或CPu,下标乃表示电路中第而个触发器)端的相应脉冲沿作用时,才有可能改变状态。因此,在分析状态转换时,首先应根据给定的电路列出各个触发器时钟信号的逻辑表达式,据此分别确定各触发器的CPn(或CP.)端是否有时钟信号的作用:

有作用,则令u=1;否则u1=0。这里,cp2不是一个逻辑变量,对于上升沿触发的触发器,当其CPi端的信号由0变1时cpu=1;反之,对下降沿触发的触发器,则在CPn信号由1变0时cpn=1。然后再根据激励信号确定那些cpn=1的触发器的次态,cpn=0的触发器则保持原有状态不变。

每一次状态转换必须从输人信号所能影响触发的第一个触发器开始逐级确定

同步时序电路的分析可以从任意一个触发器开始推导状态的转换,而异步时序电路每一次状态转换的分析必须从输人信号所能作用的第一个触发器开始

推导,确定它的状态变化,然后根据它的输出信号分析下一个触发器的时钟信

号以确定cpn的值,进一步决定该触发器是否发生状态转换。像这样依次逐级

分析,直到最后一个触发器。待全部触发器的转换状态导出后,才能最终确定

电路的次态,填入状态表或状态图。