发布时间 : 星期四 文章传感器原理与应用 复习重点更新完毕开始阅读
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差动变压器试传感器工作原理
工作原理类似于变压器。主要包括有衔铁、初级绕组、次级绕组和线圈框架等。初、次级绕组的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随被测位移的改变而变化。 初级线圈作为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，而次级线圈由结构尺寸和参数相同的两个线圈反相串接而成，且以差动方式输出，相当于变压器的副边。所以又把这种传感器称为差动变压器式电感传感器，通常简称为差动变压器。
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3.2.1螺管形差动变压器
当衔铁移向次级绕组LS1一边，互感M1增大，M2减小，因而次级绕组LS1的感应电动势大于次级绕组LS2的感应电动势，这时差动变压器输出电动势不为零。在传感器的量程，衔铁位移越大，差动输出电动势就越大。
当衔铁移向次级绕组LS2一边，差动输出电动势仍不为零，但由于移动方向改变，所以输出电动势反相。
因此通过差动变压器输出电动势的大小和相位可以知道衔铁位移量的大小和方向。
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零点残余电压
当差动变压器的衔铁处于中间位置时，理想条件下其输出电压为零。但实际上，当使用桥式电路时，在零点仍有一个微小的电压值(从零点几mV到数十mV)存在，称为零点残余电压。如图是扩大了的零点残余电压的输出特性。零点残余电压的存在造成零点附近的不灵敏区；零点残余电压输入放大器会使放大器末级趋向饱和，影响电路正常工作等。
Q值是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的
感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。 电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。Q=XL/R=2πfL/R
零点残余电压产生原因：
①基波分量
由于差动变压器两个次级绕组不可能完全一致，因此它的等效电路参数（互感M、自感L及损耗电阻R）不可能相同，从而使两个次级绕组的感应电动势数值不等。又因初级线圈中铜损电阻及导磁材料的铁损和材质的不均匀，线圈匝间电容的存在等因素，使激励电流与所产生的磁通相位不同。 ②高次谐波
高次谐波分量主要由导磁材料磁化曲线的非线性引起。由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使得激励电流与磁通波形不一致产生了非正弦(主要是三次谐波)磁通，从而在次级绕组感应出非正弦电势。另外，激励电流波形失真，因其含高次谐波分量，这样也将导致零点残余电压中有高次谐波成分。 差动变压器的测量电路 1. 差动整流电路
无论次级线圈的输出瞬时电压极性如何，整流电路的输出电压U0始终等于R1、R2两个电阻
上的电压差。
根据半导体二级管单向导通原理。
若传感器的一个次级线圈的输出瞬时电压极性在e点为“＋”，f点为“–”，则电流路径是eacdbf。反之，如e点为“–”，f点为“＋”，则电流路径是fbcdae。可见，无论次级线圈的输出瞬时电压极性如何，通过电阻R1上的电流总是从c到d 。同理，分析另一个次级线圈的输出情况可知：通过电阻R2上的电流总是从g到h 。 输出电压U0始终等于R1、R2两个电阻上的电压差。
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