44、传感器与飞行器控制技术研究

传感器与飞行器控制技术研究

1. 感应式接近传感器自动零校准实现

感应式接近传感器的自动零校准不仅能实现传感器的自动零校准，还能提高产品的批量生产效率。其测量电路工作原理如下：
当金属物体靠近感应式接近传感器的感应面时，传感器内检测线圈的电感会发生变化，但变化量较小，而检测线圈的自感较大。为使电感变化产生对应的大电量信号，以满足测量精度要求，采用桥式差分检测电路，再通过仪表放大器实现电子测量电路。

在测量前，需进行零调整：
- 调整可调电阻 (Rr) 使其等于被测电感的等效电阻 (Rs)。
- 调整电压控制电阻 (R7) 使等效偏置电感 (Lr) 等于被测电感 (Ls)。
- 选择 (R8) 和 (R9) 的阻值相等。

此时，桥式差分电感检测电路的输出 (Vin) 和放大器的输出 (Vo) 为零。零调整后，当金属物体进入测量范围，检测线圈电感变化产生增量 (\Delta Ls)，(Vin) 和 (Vo) 不再为零，可通过 (Vo) 表示被测电感的增量，从而实现接近距离的测量。

电阻 (R7) 通过 JFET（型号为 J2N4091）的导通电阻实现，其值可通过控制栅极电压得到：
(R7 = -6.06V_{ctrl} + 40.16)
(Lr = \frac{R4R6R7C1}{R5})
进一步可得：
(Lr = \frac{R4R6(-6.06V_{ctrl} + 40.16)C1}{R5})

选择 (R8) 和 (R9) 阻值相等可确保 JFET 工作在线性区，最终使 (Lr = Ls)。

基于 I - PI 控制器的感应式接近传感器自动零