各種自感式傳感器，都在原理上或?qū)嶋H上存在非線性誤差。測(cè)量電路也往往存在非線性。為了減小非線性，常用的方法是采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)和限制測(cè)量范圍。
對(duì)于螺管式自感傳感器，增加線圈的長(zhǎng)度有利于擴(kuò)大線性范圍或提高線性度。在工藝上應(yīng)注意導(dǎo)磁體和線圈骨架的加工精度、導(dǎo)磁體材料與線圈繞制的均勻性，對(duì)于差動(dòng)式則應(yīng)保證其對(duì)稱性，合理選擇銜鐵長(zhǎng)度和線圈匝數(shù)。另一種有效的方法是采用階梯形線圈，如圖3.12所示。
圖3.12 階梯形線圈
2.零位誤差
差動(dòng)自感式傳感器當(dāng)銜鐵位于中間位置時(shí)，電橋輸出理論上應(yīng)為零，但實(shí)際上總存在零位不平衡電壓輸出(零位電壓)，造成零位誤差，如圖3.13(a)所示。過(guò)大的零位電壓會(huì)使放大器提前飽和，若傳感器輸出作為伺服系統(tǒng)的控制信號(hào)，零位電壓還會(huì)使伺服電機(jī)發(fā)熱，甚至產(chǎn)生零位誤動(dòng)作。
零位電壓的組成十分復(fù)雜，如圖3.13(b)所示。它包含有基波和高次諧波
圖3.13 零位誤差 (ａ)零位電壓；(ｂ)相應(yīng)波形
產(chǎn)生基波分量的主要原因是傳感器兩線圈的電氣參數(shù)和幾何尺寸的不對(duì)稱，以及構(gòu)成電橋另外兩臂的電氣參數(shù)不一致。由于基波同相分量可以通過(guò)調(diào)整銜鐵的位置(偏離機(jī)械零位)來(lái)消除，通常注重的是基波正交分量。造成高次諧波分量的主要原因是磁性材料磁化曲線的非線性，同時(shí)由于磁滯損耗和兩線圈磁路的不對(duì)稱，造成兩線圈中某些高次諧波成分不一樣，不能對(duì)消，于是產(chǎn)生了零位電壓的高次諧波。此外，激勵(lì)信號(hào)中包含的高次諧波及外界電磁場(chǎng)的干擾，也會(huì)產(chǎn)生高次諧波。應(yīng)合理選擇磁性材料與激勵(lì)電流，使傳感器工作在磁化曲線的線性區(qū)。減少激勵(lì)電流的諧波成分與利用外殼進(jìn)行電磁屏蔽也能有效地減小高次諧波。
一種常用的方法是采用補(bǔ)償電路，其原理為：
(1)串聯(lián)電阻消除基波零位電壓；
(2)并聯(lián)電阻消除高次諧波零位電壓；
(3)加并聯(lián)電容消除基波正交分量或高次諧波分量。
圖3.14(ａ)示出了上述原理的典型接法。圖中R用來(lái)減小基波正交分量，
圖3.14 零位電壓補(bǔ)償電路 (ａ)典型接法；(ｂ)實(shí)際電路
作用是使線圈的有效電阻值趨于相等，大小約為0.1～0.5Ω，可用康銅絲繞制。Rb用來(lái)減小二、三次諧波，其作用是對(duì)某一線圈(接于A、B間或B、C間)進(jìn)行分流，以改變磁化曲線的工作點(diǎn)，阻值通常為幾百～幾十kΩ。電容C用來(lái)補(bǔ)償變壓器次級(jí)線圈的不對(duì)稱，其值通常為100～500ｐF。有時(shí)為了制造與調(diào)節(jié)方便，可在C、D間加接一電位器R，利用R與Ra的差值對(duì)基波正交分量進(jìn)行補(bǔ)償。圖(b)示出了一種傳感器的實(shí)際補(bǔ)償電路。
另一種有效的方法是采用外接測(cè)量電路來(lái)減小零位電壓。如前述的相敏檢波電路，它能有效地消除基波正交分量與偶次諧波分量，減小奇次諧波分量，使傳感器零位電壓減至極小。
此外還可采用磁路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(如可調(diào)端蓋)保證磁路的對(duì)稱性，來(lái)減小零位電壓。
3.溫度誤差
環(huán)境溫度的變化會(huì)引起自感傳感器的零點(diǎn)溫度漂移、靈敏度溫度漂移以及線性度和相位的變化，造成溫度誤差。
環(huán)境溫度對(duì)自感傳感器的影響主要通過(guò)：
(1)材料的線膨脹系數(shù)引起零件尺寸的變化；
(2)材料的電阻率溫度系數(shù)引起線圈銅阻的變化；
(3)磁性材料磁導(dǎo)率溫度系數(shù)、繞組絕緣材料的介質(zhì)溫度系數(shù)和線圈幾何尺寸變化引起線圈電感量及寄生電容的改變等造成。
上述因素對(duì)單電感傳感器影響較大，特別對(duì)小氣隙式與螺管式影響更大，而第(2)項(xiàng)對(duì)低頻激勵(lì)的傳感器影響較大。
對(duì)于高精度傳感器，特別是小量程傳感器，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，即使是差動(dòng)式，溫度影響也不容忽視。對(duì)于高精度傳感器及其測(cè)量裝置，其材料除滿足磁性能要求外，還應(yīng)注意線膨脹系數(shù)的大小與匹配。為此，有些傳感器采用了陶瓷、聚砜、夾布膠木、弱磁不銹鋼等材料作線圈骨架，或采用脫胎線圈。
4.激勵(lì)電源的影響?yīng)?
大多數(shù)自感式傳感器采用交流電橋作測(cè)量電路，電源電壓的波動(dòng)將直接導(dǎo)致輸出信號(hào)的波動(dòng)。采用差動(dòng)工作方式，其影響將能得到補(bǔ)償。但需注意，頻率的高低應(yīng)與鐵心材料相匹配。
對(duì)于諧振式與恒流源式測(cè)量電路，電源頻率與電流的穩(wěn)定度將直接引起測(cè)量誤差。對(duì)于調(diào)頻式測(cè)量電路，則應(yīng)保證直流電源的穩(wěn)定度。