圖中可以看出不同的電容值對(duì)電路的性能影響很大，如果選擇不恰當(dāng)，反而會(huì)使系統(tǒng)性能下降。只有選擇適當(dāng)容量的電容大小才能使測(cè)量靈敏度提高，同時(shí)保持盡量小的線性誤差。所以選取曲線在L1=3～7 mH段時(shí)，靈敏度最高，線性度最好，進(jìn)行最小二乘計(jì)算，它與普通半橋的對(duì)比如圖4所示。

經(jīng)Matlab計(jì)算普通半橋在3～7 mH段，電壓變化范圍1．5～3．5 V，電壓對(duì)電感的靈敏度為0．5V／mH。線性度近似為1。對(duì)圖4（b）采用最小二乘法擬合直線后，在3．8～6．3 mH段，輸出電壓的變化范圍0．77～4．39 V。線性度可達(dá)2．39％，靈敏度為1．448 V／mH。

對(duì)全橋電路的仿真與半橋的方法類似，需要注意的是希望電橋在L1=L2=5 mL時(shí)平衡，所以對(duì)于匹配電阻的選取需要根據(jù)仿真條件計(jì)算

對(duì)于電路I：R3=R4=|jw×0．005+R1|=237 Ω；電路II：R3=R4=|（jwL+R1）∥（1／jwC1）|=817Ω；電路III：R3=R4=|jwL+R1+（1／jwC1）|=98Ω。

對(duì)于使用電容的電路，同樣對(duì)不同的電容值條件下的電路進(jìn)行仿真，選出性能最好的如圖5所示。

普通全橋在3．8～6．3 mH段，電壓變化范圍為-1．2～+1．3 V，電壓對(duì)電感的靈敏度為1 V／mH。線性度近似為1．38。對(duì)圖5（b）和圖5（c）使用Matlab進(jìn)行最小擬合直線如圖所示，在3．8～6．3 mH段，并聯(lián)方式輸出電壓的變化范圍為-2．66～+2．66V，靈敏度為2．130V／mH線性度可達(dá)1．68％。串聯(lián)方式的輸出電壓范圍約為-1．25～+1．25V，靈敏度約為2．130V／mH線性度可達(dá)1．33％。

3 分析與結(jié)論

如表1所示，為各電路的靈敏度和線性度，可以在損失較小線性度條件下，將靈敏度提高。對(duì)于半橋雖然將靈敏度提高了近200％，但犧牲的線性度較大。串聯(lián)電容的方式靈敏度幾乎沒有增大。性能最好的是并聯(lián)電容后的全橋電路，靈敏度提升了113％，且損失的線性度較小，只比原來增大21．7％，而且實(shí)際應(yīng)用中，可以通過軟件補(bǔ)償和事先標(biāo)定來彌補(bǔ)線性度的不足。

如何提高電感傳感器的測(cè)量精度和靈敏度

綜合理論分析和仿真結(jié)果，在激勵(lì)源確定和電感傳感器參數(shù)確定的情況下，通過計(jì)算可以得到一個(gè)恰當(dāng)?shù)碾娙葜?，?dāng)在傳感器的兩部分線圈上并聯(lián)這個(gè)電容時(shí)，測(cè)量的靈敏度會(huì)有顯著提高，同時(shí)仍可以保持較好的線性度，從而達(dá)到改善和提高電感傳感器性能和最小分辨率的目的。