探究正余弦傳感器角度不同步的研究方法

熊登奎，廖雪峰

（中國航發(fā)貴州紅林航空動力控制科技有限公司，貴州貴陽 550009）

0 引言

傳感器的研究是以信息、物理和化學(xué)等為一體的綜合性的研究，對許多行業(yè)具有重要作用。正余弦傳感器已經(jīng)運用到許多領(lǐng)域，但正余弦傳感器存在著一定的問題，影響著正余弦傳感器的準確度和安全性。因此，探究正余弦傳感器角度不同步的研究方法，能夠更好地提高正余弦傳感器的準確度，推動正余弦傳感器的發(fā)展。

1 正余弦傳感器角度不同步

正余弦傳感器是將各種非電量，包括物理量、化學(xué)量、生物量等數(shù)據(jù)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)牧硪环N物理量，一般為電量裝置（圖1）。正余弦傳感器能夠采集和傳輸相應(yīng)的信息和數(shù)據(jù)，包括敏感元件、傳感元件和測量電路。敏感元件能夠直接感受被測量，而且檢測出被測量物質(zhì)的變化，感受到非電量的變化，將不能夠直接變換為電量的非電量轉(zhuǎn)換為可直接變換為電量的非電量元件，如應(yīng)變片。傳感元件能夠?qū)⒃诘谝淮无D(zhuǎn)換未完成情況下的二次物理量變換，輸出電信號。將感受到的非電量直接轉(zhuǎn)換為電量的器件稱為轉(zhuǎn)換元件，如壓電晶體、熱電偶等。傳輸元件可以對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行傳輸，保證數(shù)據(jù)的準確性。將轉(zhuǎn)換元件輸出的電量變成便于顯示記錄控制和處理的有用電信號的電路稱為測量電路，包括調(diào)理、放大、濾波和調(diào)制解調(diào)等過程，將電阻、電容和電感等物理量，變換為電壓、電流強度等電量。正余弦傳感器能夠?qū)⑾鄳?yīng)的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化、傳播，實現(xiàn)了信息傳輸，在許多領(lǐng)域具有重要作用。傳感器的特點包括微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等，是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

圖1 正余弦傳感器

根據(jù)基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。其中：①熱敏元件，對熱量和溫度進行檢測，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳給顯示裝置；②光敏元件，對光進行測量，能夠更直觀地表達光的相關(guān)數(shù)據(jù)；③氣敏元件，對氣體分子進行捕捉和測量，能夠檢測氣體濃度和成分，對于環(huán)境保護和安全監(jiān)督起著極重要的作用；④力敏元件，將各種壓力和應(yīng)力等力轉(zhuǎn)換為電信號，力敏元件包括電阻式、電容式、電感式等；⑤磁敏元件，霍爾元件是最常見的磁敏元件，能夠運用在磁帶錄音機、錄像機、打印機等設(shè)備，磁敏元件還可以測轉(zhuǎn)速、流量、流速和功率等；⑥聲敏元件，能夠檢測出高頻和低頻的信號，可以運用于水泵氣蝕和液體泄漏的檢測等。

2 正余弦傳感器角度不同步的研究

2.1 研究思路和原則

（1）探究正余弦傳感器的研究方法應(yīng)該遵循一定的原則，保證研究方法符合正余弦傳感器的特點和設(shè)計要點。保證有良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，在探究研究方法時，必須要保證正余弦傳感器角度不同步有良好的靜態(tài)和動態(tài)特征，保證研究方法的準確。

（2）在對正余弦傳感器角度不同步探究過程中，必須要保證能量的高效轉(zhuǎn)換，減少傳感器的耗能。必須要保證正余弦傳感器角度不同步的結(jié)構(gòu)合理，以保證良好的性能。在探究時，要以提高傳感器性能為研究目的，不斷引入新的科學(xué)技術(shù)，從而提高傳感器的性能。

（3）傳感器角度不同步的研究思路應(yīng)該從對基礎(chǔ)的物理效應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)和生物機理進行重新評價，結(jié)合參數(shù)變換進行再分析。將物理、化學(xué)、生物學(xué)等的新發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到傳感器技術(shù)中。將紅外、激光、仿生等新技術(shù)應(yīng)用到傳感器技術(shù)中。也要將新材料應(yīng)用到傳感器中。將成熟的傳感器技術(shù)應(yīng)用到新的參數(shù)檢測領(lǐng)域。必須要尋找傳感器的新結(jié)構(gòu)原理。

2.2 研究的必要性

近些年來，由于包括納米級的精密機械研究成果、分子層次的現(xiàn)代化學(xué)研究成果、基因?qū)哟蔚纳飳W(xué)研究成果、新型傳感器技術(shù)與智能化技術(shù)研究成果、高精密超性能特種功能材料研究成果和全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣應(yīng)用成果等在內(nèi)的一大批當代最新科技成果的競相問世，使其發(fā)生了根本性的變革。我國精密設(shè)備越來越多、越來越精密，對傳感器的要求也越來越高。因此，必須要探究傳感器角度不同步的方法，找到合適的研究方法，從而促進正余弦傳感器角度不同步技術(shù)水平提高，推動傳感器的發(fā)展。

2.3 研究方法

2.3.1 建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型

在對正余弦傳感器不同步進行研究時，應(yīng)該建立不同的數(shù)學(xué)模型，運用數(shù)學(xué)模型來直觀反映出正余弦傳感器存在的問題，有利于更好地優(yōu)化研究方法，找到研究目標。數(shù)學(xué)模型采用數(shù)學(xué)公式來描述傳感器內(nèi)部各變量之間的關(guān)系，表達正余弦傳感器角度不同步的與傳感器之間的聯(lián)系，從而更好地進行探究。

2.3.2 進行可靠性設(shè)計技術(shù)

（1）元器件的合理選擇。元器件是正余弦傳感器的基本組成單元，應(yīng)該根據(jù)正余弦傳感器功能要求、可靠性等級和使用環(huán)境條件來選擇合適的元器件。在研究過程中，必須按照標準的方法進行研究，選用符合國家標準的元器件，減少元器件的品種，提高集成化、一體化。

（2）進行降額研究。降額是指正余弦傳感器在低于其額定應(yīng)力的條件下工作。當正余弦傳感器的工作在高于其額定應(yīng)力條件時，失效率上升，反之失效率下降。因此，降額實驗?zāi)芙档驼嘞覀鞲衅鞯氖剩瑥亩軌蚋玫靥骄空嘞覀鞲衅鹘嵌炔煌降姆椒?，提高準確度。

（3）漂移設(shè)計。漂移是指在一定的輸入、環(huán)境和工作條件下，經(jīng)過一定時間后，傳感器因性能發(fā)生變化而引起輸出的變化量。采用可控制變量法對正余弦傳感器角度不同步進行設(shè)計。嚴格控制正余弦傳感器的條件，可使其參數(shù)更加穩(wěn)定，并將參數(shù)變化控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，以找到正余弦傳感器角度不同步存在的問題。而容錯電路設(shè)計法容許元器件參數(shù)有較大變化，實現(xiàn)方法有兩種：①采用電路補償技術(shù)；②設(shè)計一種電路，即使在參數(shù)變化時，仍能達到所需要的性能指標。

（4）可靠性篩選試驗。可靠性篩選試驗是指用施加應(yīng)力的方法，為了剔除早期失效的元器件并降低失效率而進行的試驗。其目的是暴露那些在正常的質(zhì)量檢驗和試驗過程中不會出現(xiàn)的、比較隱蔽的缺陷，從而剔除次品，確保整批產(chǎn)品的可靠性。它是一種非破壞性的試驗，不降低元器件的性能，也不損壞元器件。

3 正余弦傳感器角度不同步研究的不足

正余弦傳感器是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子角度變化的信號元件，繞組的電壓會隨著輸入電壓的變化而變化，并且繞組的變化具有一定規(guī)律，通常會以正余弦圖像或線性圖像進行變化。

3.1 正余弦傳感器自身存在誤差

正余弦傳感器可能會存在一定的誤差，導(dǎo)致測量和傳輸過程中存在誤差，從而導(dǎo)致正余弦傳感器角度不同步存在著一定的故障。必須要采用更精密的傳感器，減少傳感器自身的誤差，保證對正余弦傳感器角度不同步研究的準確性。

3.2 正余弦傳感器導(dǎo)線接觸不良

正余弦傳感器在接線壓接時，可能選擇的電壓、電流等不合適，而且可能存在插針與導(dǎo)線的壓緊力度不夠、接觸面積小，導(dǎo)致導(dǎo)線與插針接觸不良。若用接線板連接，由于接線板上壓緊螺釘?shù)膲壕o力度不夠或沒有壓緊，導(dǎo)致接線板與導(dǎo)線之間存在接觸不良。導(dǎo)線接觸不良會導(dǎo)致兩正余弦傳感器的角度不同步和正余弦傳感器顯示的角度值不穩(wěn)定。

3.3 sin 線圈與cos 線圈接反

在正余弦傳感器角度不同步的研究過程中，如果將正余弦傳感器的sin 線圈接到cos 線圈的位號上，cos 線圈接到sin 線圈的位號上，那么正余弦傳感器的相位相反，在3 象限的角度顯示出來就是在2、4 象限內(nèi)，在2、4 象限的角度顯示出來就是在1、3 象限內(nèi)。從而產(chǎn)品的正余弦傳感器顯示的角度與計里活門的開度要求相反，也就是計里活門開度最大時，正余弦傳感器顯示的角度最??；計里活門開度最小時，正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器顯示的角度最大。必須要保證正余弦傳感器的使用，在研究過程中，必須要按照相關(guān)的標準進行研究。

4 結(jié)束語

探究正余弦傳感器角度不同步的研究方法對傳感器的發(fā)展具有重要作用，也能夠促進各個檢測領(lǐng)域的發(fā)展。必須要加強對正余弦傳感器角度不同步研究方法的探究，打破傳統(tǒng)的研究方法，重視對正余弦傳感器角度不同步的研究，進行客觀研究，保證研究方向和研究目標的準確，不斷創(chuàng)造新的研究方法，從而提高傳感器的準確度，推動正余弦傳感器的發(fā)展。