在仿真之前,先结合工程实际情况对仿真条件进行一些设定:
(1)激励电源:频率为7.5 kHz,峰峰值为5 V的交流电。
(2)传感器:总电感值为10mH差动电感传感器,线性范围为3~7mH,电感的自身的电阻值为54Ω。
对全桥电路的仿真与半桥的方法类似,需要注意的是希望电桥在L1=L2=5 mL时平衡,所以对于匹配电阻的选取需要根据仿真条件计算对于电路I:R3=R4=|jw×0.005+R1|=237 Ω;电路II:R3=R4=|(jwL+R1)∥(1/jwC1)|=817Ω;电路III:R3=R4=|jwL+R1+(1/jwC1)|=98Ω。
对于使用电容的电路,同样对不同的电容值条件下的电路进行仿真,选出性能最好的如图5所示。
如表1所示,为各电路的灵敏度和线性度,可以在损失较小线性度条件下,将灵敏度提高。对于半桥虽然将灵敏度提高了近200%,但牺牲的线性度较大。串联电容的方式灵敏度几乎没有增大。性能最好的是并联电容后的全桥电路,灵敏度提升了113%,且损失的线性度较小,只比原来增大21.7%,而且实际应用中,可以通过软件补偿和事先标定来弥补线性度的不足。