儀器儀表電路設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、武漢理工大學(xué)儀器儀表電路課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄第1章 緒論11.1 概述11.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1第2章 傳感器原理22.1差動(dòng)變壓傳感器原理22.2差動(dòng)傳感器原理圖2第3章 方案設(shè)計(jì)及論證33.1 方案設(shè)計(jì)33.1.1 方案分析：33.1.2 方案一：33.1.3 方案二：43.2 方案論證5第4章 電路設(shè)計(jì)54.1 電壓源64.2 載波信號(hào)發(fā)生裝置74.3 三運(yùn)放高共模抑制比放大電路84.4 移相器94.5 相乘式開(kāi)關(guān)式全波相敏檢波134.6 壓控電壓源型低通濾波145.7 反向輸入可調(diào)放大器15第5章 誤差源分析以及處理165.1差動(dòng)變壓傳感器的零點(diǎn)殘余電壓165.2長(zhǎng)距離輸出電路的干擾誤差16第

2、6章 小結(jié)18參考文獻(xiàn)18附錄1： 電路元件總圖附錄2：元件清單表儀器儀表電路設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)報(bào)告第1章 緒論1.1 概述當(dāng)今時(shí)代是信息時(shí)代，在工業(yè)和科技領(lǐng)域信息主要是通過(guò)測(cè)量獲得，在現(xiàn)代生產(chǎn)中，物質(zhì)和能量在信息流指揮和控制下運(yùn)動(dòng)。測(cè)控技術(shù)正成為現(xiàn)代生產(chǎn)生活中乃至高科技領(lǐng)域中一項(xiàng)必不可少的基礎(chǔ)技術(shù)。 測(cè)控系統(tǒng)主要是傳感器，測(cè)量放大電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)部分組成，而在測(cè)控系統(tǒng)中測(cè)量變換電路是最靈活的部分。它的選取往往改變了整個(gè)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。 所以，學(xué)習(xí)并領(lǐng)悟測(cè)控技術(shù)就顯得十分重要了，測(cè)試技術(shù)是我們測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門(mén)專業(yè)技能課，能夠運(yùn)用基本測(cè)控電路知識(shí)解決日常生活中的方方面面問(wèn)題也應(yīng)該是本專業(yè)學(xué)生的

3、基本素質(zhì)，也鑒于這些要求，做一些測(cè)控方面的課程設(shè)計(jì)就會(huì)讓我們加深對(duì)傳感器技術(shù)的理解和運(yùn)用，也正是因?yàn)閷?duì)一些實(shí)際問(wèn)題的研究，才能使我們成為真正意義上的測(cè)控技術(shù)性人才，下面就以本次才課程設(shè)計(jì)題目差動(dòng)變壓器式位移傳感器做比較詳細(xì)的分析。 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)初始條件為某差動(dòng)變壓器傳感器用于測(cè)量位移，當(dāng)所測(cè)位移在0 ±20mm范圍時(shí)，鐵芯由中間平衡位置往上為正，往下為負(fù)，其輸出的信號(hào)為正弦信號(hào)040mVP-P，要求將信號(hào)處理為與位移對(duì)應(yīng)的0-±2V直流信號(hào)，以便供三位半數(shù)顯表頭顯示。掌握差動(dòng)變壓器式位移傳感器的結(jié)構(gòu)，工作原理。分析各部分電路的作用及工作原理，特別是相敏檢波電路的作用，觀

4、察分析各部分的波形，給出測(cè)試結(jié)果。 第2章 傳感器原理2.1差動(dòng)變壓傳感器原理差動(dòng)變壓器主要是由一個(gè)線框和一個(gè)鐵芯組成，在線框上繞有一組初級(jí)線圈作為輸入線圈或稱一次線圈，在同一線框上另外再繞兩組，次級(jí)線圈作為輸出線圈，并在線框中央圓柱孔中放入鐵芯，當(dāng)初級(jí)線圈加以適當(dāng)頻率的電壓激勵(lì)時(shí)，根據(jù)變壓器作用原理，在兩個(gè)次級(jí)線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，當(dāng)鐵芯向右或向左移動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)次級(jí)線圈內(nèi)所感應(yīng)的電勢(shì)一個(gè)增加一個(gè)減少。如果輸出接成反向串聯(lián)，則傳感器的輸出電壓u等于兩個(gè)次級(jí)線圈的電勢(shì)差，當(dāng)鐵芯在中央位置時(shí)，傳感器的電壓u為0，當(dāng)鐵芯移動(dòng)時(shí)，傳感器的輸出電壓u就隨鐵芯位移L成線性的增加。如果以適當(dāng)?shù)姆椒y(cè)量u，

5、就可以得到與L成比例的線性讀數(shù)。這就是差動(dòng)變壓器式傳感器測(cè)位移的工作原理。 2.2差動(dòng)傳感器原理圖圖2.1差動(dòng)變壓器位移傳感器長(zhǎng)線nnnL=0-±20mm鐵芯b電路圖a.實(shí)物圖圖2.1中的A是差動(dòng)變壓傳感器的實(shí)物圖，圖B是差動(dòng)變壓傳感器的電路圖，這個(gè)傳感器的鐵心運(yùn)動(dòng)范圍了上下20mm，我們只能測(cè)量040mm的距離。第3章 方案設(shè)計(jì)及論證3.1 方案設(shè)計(jì)3.1.1 方案分析：差動(dòng)傳感器輸出的是040mv Vp-p的正弦信號(hào),第一是比較微弱的，第二不能用直流表測(cè)量，因?yàn)檫@樣不能反應(yīng)位移的正負(fù)。因此必須對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行放大處理后才能送入后續(xù)電路，至于是什么樣的處理電路，就必須考慮對(duì)位移方向的

6、鑒別問(wèn)題了，可以選擇相敏檢波電路，也就因此排除了對(duì)象為不敏感的包絡(luò)檢波電路，實(shí)現(xiàn)了相敏檢波電路后按設(shè)計(jì)任務(wù)的要求必須化成直流信號(hào)，可以還必須對(duì)解調(diào)信號(hào)進(jìn)行直流放大和低通濾波，只有這樣才能得到調(diào)制信號(hào)的變化情況，這樣也就可以接數(shù)顯部分進(jìn)行顯示了。 我們必須明白對(duì)傳感器激磁電壓的選擇是有要求的，首先它的頻率必須夠高一般選擇3KHz10MHz，其次它的電壓要達(dá)到相應(yīng)的幅值，交流一般在20V以上的正弦激勵(lì)信號(hào)。3.1.2 方案一：方案一圖3.1方案一方案圖在前面我們分析了，從傳感器出來(lái)的電壓040mv Vp-p太小，我們必須放大。將正弦激勵(lì)信號(hào)作為相敏檢波的參考信號(hào)，然后信號(hào)經(jīng)過(guò)相敏檢波；再經(jīng)過(guò)低通濾

7、波器，然后將結(jié)果值放大到我們規(guī)定的量程值。放大電路我們可以使用雙運(yùn)放串聯(lián)結(jié)構(gòu)型高共模抑制比放大電路或者三運(yùn)放高高共模抑制比放大電路。而在相敏檢波電路中，有相乘式相敏檢波和相加式相敏檢波，兩者都能很好的實(shí)現(xiàn)相敏檢波。對(duì)于低通濾波器我們這里有壓控電壓源型低通濾波電路和無(wú)限增益多路反饋型低通濾波器。對(duì)調(diào)幅信號(hào)放大，我們?cè)谶@里其實(shí)兩個(gè)放大電路都可以用，三運(yùn)放高共模抑制比放大電路有更高的共模抑制比，和更高的放大倍數(shù)，所以本電路選擇三運(yùn)放高共模抑制比放大電路。而相敏檢波電路在這里我們選擇開(kāi)關(guān)式相敏檢波，電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，所需要的元器件少，電路的成本低，而且我們所得出的結(jié)果也很好。對(duì)于低通濾波器，我們選擇壓控

8、電壓源型低通濾波電路，因?yàn)闊o(wú)線增益多路反饋型電路不存在正反饋，所以總是穩(wěn)定的，所以要求運(yùn)放理想成都高，并且有時(shí)調(diào)整也不方便，所以選擇壓控電壓源型低通濾波器3.1.3 方案二：方案二在電路中我們不僅有電阻有電感，還有電容，這些元件都會(huì)影響我們信號(hào)的相位。在相敏檢波環(huán)節(jié)中，我們的為了提高精度，可以加入移相器。移相器主要功能是將方波信號(hào)和載波信號(hào)的相位調(diào)一致，這樣就可以得到更加平滑的波形。正如方案一中所描述，放大器選擇有更高的共模抑制比，和更高的放大倍數(shù)的三運(yùn)放高共模抑制比放大電路。而相敏檢波電路在這里我們選擇開(kāi)關(guān)式相敏檢波，對(duì)于低通濾波器，我們也選擇壓控電壓源型低通濾波電路。對(duì)于移相器，我們采用的

9、是RC信號(hào)移相器，它是用來(lái)改變?cè)囇蓦妷汉碗娏髯詸z的相位，以獲得不同的功率因素值得一個(gè)調(diào)節(jié)設(shè)備。而我們?cè)谑褂昧碎_(kāi)關(guān)相敏檢波電路后我們最好將參考信號(hào)用方波轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成方波這樣開(kāi)關(guān)元件更加準(zhǔn)確的變化進(jìn)行檢波。3.2 方案論證方案一：傳感器信號(hào)通過(guò)電纜傳達(dá)到測(cè)量電路中，微弱的信號(hào)很容易被干擾，在這里首先使用了三運(yùn)放高共模抑制比放大電路對(duì)調(diào)幅信號(hào)放大，有很高的共模抑制比，能夠很好的還原我們傳感器測(cè)量的值，而且這里有很高的放大倍數(shù)，信號(hào)能夠更好地在接下來(lái)的電路中傳遞。通過(guò)發(fā)達(dá)電路之后選擇開(kāi)關(guān)式相敏檢波，開(kāi)關(guān)式相敏檢波電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，所需要的元器件少，電路的成本低，而且我們既能夠分辨出傳感器位移大小，也能夠

10、分辨出位移方向，滿足我們的基本要求。最后是一個(gè)反向基本電路，是將信號(hào)放大到規(guī)定的±2V。此方案可行，但是精度上有一定的誤差，因?yàn)樵谙嗝魴z波時(shí)沒(méi)有考慮相位偏差，參考信號(hào)也沒(méi)有進(jìn)行處理，CMOS開(kāi)關(guān)也會(huì)因此存在誤差。方案一對(duì)精度要求不高的設(shè)計(jì)可行。方案二：方案二是建立在方案一的基礎(chǔ)之上的，所用的放大電路相敏檢波低通濾波器都完全一致，位移不同的是在相敏檢波時(shí)做了相對(duì)的調(diào)整。對(duì)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行移相，對(duì)參考信號(hào)，進(jìn)行了正弦波到方波的轉(zhuǎn)化。兩者都是為了提高相敏檢波的準(zhǔn)確性。所以方案二可行，并且精度更高，相對(duì)于成本更高。第4章 電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)是從家用電源開(kāi)始設(shè)計(jì)的，先是為運(yùn)放工作電路供電的電壓源。運(yùn)

11、放采用LM324BD 需要使用±5V的直流電壓，我們采用了整流和穩(wěn)壓保證±5V直流電源工作。接下來(lái)是激勵(lì)正弦發(fā)生器，采用的是RC振蕩電路實(shí)現(xiàn)正弦波發(fā)生器，輸出電壓為±20V的交流電壓。后面是采用的三運(yùn)放高共模抑制比放大電路，對(duì)傳感器信號(hào)放大。激勵(lì)信號(hào)通過(guò)方波轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成同頻率的方波作為相敏檢波的參考信號(hào)。接下來(lái)是通過(guò)移相器將調(diào)幅信號(hào)和方波信號(hào)的相位調(diào)整一致。接下來(lái)信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)式相敏檢波得到的信號(hào)通過(guò)低通濾波器，得到我們需要的調(diào)制信號(hào)。再將調(diào)制信號(hào)的電壓和傳感器的位移一一對(duì)應(yīng)，調(diào)整到規(guī)定的幅值。4.1 電壓源圖4.1 220V縮小55V交流電源電路整流U0我們一般直

12、接使用的是220V家用交流電源，當(dāng)然我們還要把220v交流電轉(zhuǎn)換成我們能夠使用的低壓±5V電源提供給運(yùn)放使用，先用TEMPLATE電感元件將設(shè)置電路的正電源負(fù)電源，另外縮小了電壓為55V，再用整流電橋?qū)⒔涣鬓D(zhuǎn)換成直流如圖4.1所示，D1 D2 D3 D4構(gòu)成了整流橋，將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成了直流信號(hào)。圖4.2 ±5V直流電源穩(wěn)壓電路Ui+5-5由于我們的電網(wǎng)不是很穩(wěn)定，容易出現(xiàn)波動(dòng)，所以我們需要設(shè)置一穩(wěn)壓電路，來(lái)使輸出電壓更加穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路我加入了LM7812CT、LM7912CT正負(fù)電源穩(wěn)壓器如圖圖4.2所示。將上一級(jí)的直流電壓轉(zhuǎn)到圖4.2電路中通過(guò)電容濾除交流信號(hào)，通過(guò)LM7

13、812CT、LM7912CT實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，將電壓分別穩(wěn)定在5V和-5V。4.2 載波信號(hào)發(fā)生裝置在差動(dòng)變壓傳感器中，我們需要在初級(jí)線圈加上高頻的激勵(lì)電壓源，為了能夠讓測(cè)量準(zhǔn)確，電壓要求在±20V頻率在5k Hz以上。在本次設(shè)計(jì)中我們就使用的電壓±20V頻率5k Hz的激勵(lì)信號(hào)。本電路采用的是RC正弦波振蕩器，RC正弦波振蕩器的振蕩頻率反比于RC選頻網(wǎng)絡(luò)元件RC的乘積。用增大電阻阻值的方法降低振蕩頻率，不會(huì)像LC振蕩器中增大電感，那樣會(huì)使元件體積和重量加大，故RC振蕩器可工作在低頻段。應(yīng)用最廣泛的RC振蕩電路是圖4.3所示的文氏電橋電路。圖中，R6、C3、R7、C2組成具有選頻特

14、性的正反饋網(wǎng)絡(luò)。R2 R3 R4和R5組成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。引入的負(fù)反饋超過(guò)正反饋，便可以減小工作頻率的諧波成分，減少波形失真，改善波形。如果將R2選擇為具有正溫度系數(shù)的電阻，或是將R4選擇為具有負(fù)溫度系數(shù)和熱情性的電阻，便可以得到穩(wěn)定的幅值效果。其中 f=1/2RC5KHz要達(dá)到起振條件，其中F= 1/3 |AF|=1, 所以A 3，在此電路中A=（R2+R3+R4+R5）/ R2 > 3才達(dá)到起振條件。當(dāng)電路趨于穩(wěn)定時(shí)此時(shí)，R5的兩個(gè)二極管導(dǎo)通電阻發(fā)生改變A=（R2+R3+R4+R5）/ R2=3I=0.6V/R5Uo=I×(R1+ R3+R4+R5)我們?yōu)榱俗尲?lì)電壓在20V左

15、右，我們只能R5初始值小一點(diǎn)。我們?nèi)5=5K 為了能使電路起振，R2=R4=5K，設(shè)置R3為可變電阻，方便調(diào)節(jié)輸出電壓，在這里為了滿足起振條件，我們放置5 K其實(shí)就可以了，但是為了能夠有更多的可調(diào)空間我們將R3設(shè)置為10 K。電路中為了達(dá)到起振的對(duì)稱性，我們要求C3=C2，R6=R7我們的頻率要求是5 KHz，f= 1/(2RC)如果我們?nèi)?R6= R7=20k那么 C3=C2=1.6nf圖4.3 ±20V5kHz 正弦激勵(lì)電壓源電路Uo仿真如圖4.3所示V(rms)=20.0V V(p-p)= 56.2V 頻率 = 4.8Hz4.3 三運(yùn)放高共模抑制比放大電路我們?cè)谶@里使用的是三

16、運(yùn)放高共模抑制比放大電路，不僅具有很高的共模抑制比，而且能夠放大很高的倍數(shù)。如圖4.4 U1 、U2構(gòu)成了第一級(jí)差動(dòng)放大，U3構(gòu)成了最基本的差動(dòng)放大。其中R1 =R2=25K R3為2k滑動(dòng)變阻器，構(gòu)成第一級(jí)放大，放大倍數(shù)為Kp=(R1+R2)/R3=50。 R7=R8=R10=R9=1K 構(gòu)成第二級(jí)放大。Kp2=1。如圖輸入電壓為 V(p-p)=20mv V(rms)=14.142mV圖4.4三運(yùn)放高共模抑制比放大電路 輸出電壓為 V(p-p)=1v V(rms)=723.497mV圖4.3三運(yùn)放高共模抑制比放大電路4.4 移相器一種用以調(diào)節(jié)交流電壓相位的裝置。移相器一般是多相的，其結(jié)構(gòu)如圖

17、所示。它和一臺(tái)被旋轉(zhuǎn)的繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)相似。通常定子繞組作為原繞組，轉(zhuǎn)子繞組為副繞組。在移相器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上裝有一套蝸輪蝸桿。轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪蝸桿，能使移相器的轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)定子上的原繞組接三相交流電源后，氣隙里產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將在原、副繞組中分別感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E1和E2。其大小與各繞組的有效匝數(shù)成正比，而相位決定于原、副繞組軸線之間的相對(duì)位置。例如原、副繞組軸線在空間位置上彼此相差電角度,忽略它們的漏阻抗電壓降，可以得到原、副邊電壓的關(guān)系為U1E1公式為U2E2=E1nsre-it式中nsr是原、副邊繞組的變比。改變轉(zhuǎn)子的位置,可以改變副邊電壓相對(duì)于原邊電壓的相位，但輸出電壓的大小

18、不變。如圖4.5，Kj=UOUI=-R4R3+1+R4R3×1jCR5+1jC=1-jR5C1+jR5C由上式得|Kj|恒等于1，當(dāng)jR5C=1，UO滯后UI 2。設(shè)定C后，在角頻率為時(shí)，調(diào)節(jié)R5可得到移相后的輸出。設(shè)UO與UI之間相移，則：=-2arctan1R5C即選擇一個(gè)R5值，就可以獲得一個(gè)相對(duì)應(yīng)的值。在電路中設(shè)置調(diào)節(jié)超前2的相位移。則:1R5C=1圖4.5 移相器UiUo而=2f其中f=5KHz，所以當(dāng)C=1nF時(shí)，R5=10K。圖4.6 未移相器波形圖b傳感器輸出信號(hào)c方波發(fā)生器輸入信號(hào)a放大信號(hào)和方波輸入信號(hào)波形圖圖4.7 左邊為調(diào)幅信號(hào)和方波信號(hào)，右邊為相敏檢波信號(hào)將

19、方波信號(hào)滯后30°人為制造相移誤差，從圖4.6圖4.7中，我們可以看出如果存在相移會(huì)有很大的誤差，方波的相位和調(diào)幅信號(hào)的相位相差很遠(yuǎn)，這會(huì)影響開(kāi)關(guān)式相敏檢波的效果。在圖4.7中我們也看到了，很不光滑規(guī)則的波形。當(dāng)然使用移相器來(lái)將傳感器圖4.8下面檢波后信號(hào)波形圖上面為使用移相器后的方波調(diào)幅信號(hào)波形圖輸出信號(hào)也滯后30°，使方波和調(diào)幅信號(hào)同相。來(lái)看看使用移相器后的波形：從圖4.6圖4.7圖4.8中我們可以很明顯的看出檢波后的波形圖差別。也反映了移相器的重要性。4.5 相乘式開(kāi)關(guān)式全波相敏檢波UsUc圖4.9相乘式開(kāi)關(guān)式全波相敏檢波電路 當(dāng)Uc為正時(shí)電路中開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，電路是一個(gè)1

20、倍反向放大輸入電路，當(dāng)Uc為負(fù)時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)關(guān)閉。電路形成中沒(méi)有其他通路，運(yùn)算放大器兩端電壓都是Us，不起運(yùn)放作用，所以在輸出端Uo=Us。如圖4.7所示：圖4.10 濾波器濾完波的波形圖 在這里Uc就是使用的激勵(lì)正弦信號(hào)滯后了30°，通過(guò)電壓比較器得到方波，通過(guò)方波的正和負(fù)控制CMOS管的導(dǎo)通和高阻態(tài)。因?yàn)樵谥暗囊葡嗥麟娐分?，調(diào)幅信號(hào)已經(jīng)和方波信號(hào)同相位。所以能夠得到比較滿意的結(jié)果。4.6 壓控電壓源型低通濾波低通濾波器使用的是壓控電壓源型低通濾波電路，如圖4.11 R6、R7構(gòu)成的同相放大器，稱為壓控電壓源。壓控增益為K=1+R7/R6。其中o=1R1R2C1C2,oQ=1C11

21、R1+1R2+1-KR2C2首先我們明確目的過(guò)濾掉5KHz的載波信號(hào)，留下低頻信號(hào)。初步設(shè)定截止頻率為500Hz圖4.11 壓控電壓源型低通濾波器電路圖和波特圖UiUo先設(shè)定R6R7的阻值，因?yàn)槲覀儾灰蠓糯螅晕覀冎苯尤∑匠Ｈ菀踪I到的10K，對(duì)于電容通常選擇較小的0.01uf0.0001f。在這里我們選擇10nf。通過(guò)計(jì)算我們可以得到電阻大約為47K左右。圖4.12 相敏檢波后的波形圖 從波特圖中可以看出，此低通濾波器的截止頻率在600hz左右，對(duì)于載波信號(hào)5kHz這足夠過(guò)濾掉載波信號(hào)，留下調(diào)幅信號(hào)。5.7 反向輸入可調(diào)放大器Ui圖4.13 反相比例放大電路在電路最后為了達(dá)到規(guī)定的值，讓2

22、0mm到20mm與2V到2V一一對(duì)應(yīng)，我們需要將輸出電壓調(diào)整到±2V，我們采用最簡(jiǎn)單的基本反相放大電路。A輸出結(jié)果如圖4.9 A B所示，電壓為直流輸出。由于我們沒(méi)有調(diào)制信號(hào)，只是載波信號(hào)輸入，載波信號(hào)的調(diào)幅值為峰值2V。圖4.15 反相比例放大電路波形圖第5章 誤差源分析以及處理5.1差動(dòng)變壓傳感器的零點(diǎn)殘余電壓圖5.1 零點(diǎn)殘余電壓差動(dòng)變壓傳感器的零點(diǎn)殘余電壓如果零點(diǎn)殘余電壓過(guò)大,會(huì)使靈敏度下降，非線性誤差增大，嚴(yán)重的甚至?xí)斐煞糯笃髂┘?jí) 趨于飽和，致使儀器電路不能正常工作，甚至不再反映被測(cè)量的變化。因此，零點(diǎn)殘余電壓的大小是判別傳感器質(zhì)量的主要標(biāo)志之一。在制造傳感器時(shí)，對(duì)它要有

23、 所約束，不能超過(guò)允許范圍。造成零點(diǎn)殘余電壓的原因，總的來(lái)說(shuō)，是兩電感線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱，例如線圈的電氣參 數(shù)及導(dǎo)磁體的幾何尺寸不對(duì)稱、線圈的分布電容不對(duì)稱等。其次是電源電壓中含有高次諧波，傳 感器工作在磁化曲線的非線性段。因此我們必須對(duì)零點(diǎn)殘余電壓調(diào)零。所以我們采用了圖5.2所是電路。Ui通過(guò)滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器就可以使傳感器輸出電壓調(diào)零。圖5.2 零點(diǎn)殘余電壓仿真圖5.2長(zhǎng)距離輸出電路的干擾誤差在傳感器與測(cè)量放大電路間有一定距離，通常用屏蔽電纜連接，屏蔽層一般接地。這時(shí)電纜輸入芯線與其屏蔽層間的電容C1C2以及傳感器內(nèi)阻RS1,RS2將在放大器輸入端形成兩個(gè)積分電路，如圖5.3所示。只要RS2C2RS1C1，共模輸入信號(hào)在兩個(gè)積分電路中形成電流產(chǎn)生電壓降。由于Uic的衰減倍數(shù)不同，對(duì)下一級(jí)產(chǎn)生的差模輸入影響也不同。降低了其共模抑制比的能力,其共模抑制比的幅值為：CMRR=1|RS2C2-RS1C1|圖5.4 有源屏蔽驅(qū)動(dòng)電路圖5.3 屏蔽電纜等效電路圖要想提高共模抑制比能力，只有讓RS2C2和RS1C1相等。為了讓測(cè)量更加準(zhǔn)確，我們采用有源屏蔽驅(qū)動(dòng)電路。將三運(yùn)放調(diào)零后的電路零電位傳給電纜屏蔽層。這種電路就能夠滿足RS2C2=RS1C1，提高共模