螺線管式差動(dòng)變壓器式傳感器

《傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程4-電感式傳感器4-2螺線管式差動(dòng)變壓器12工作原理基本特性目錄《傳感器應(yīng)用技術(shù)》3轉(zhuǎn)換電路工作原理《傳感器應(yīng)用技術(shù)》《傳感器應(yīng)用技術(shù)》兩個(gè)次級(jí)線圈反相串聯(lián)，并且在忽略鐵損、導(dǎo)磁體磁阻和線圈分布電容的理想條件下,其等效電路。工作原理《傳感器應(yīng)用技術(shù)》當(dāng)初級(jí)繞組加以激勵(lì)電壓U時(shí),根據(jù)變壓器的工作原理,在兩個(gè)次級(jí)繞組W2a和W2b中便會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E2a和E2b如果工藝上保證變壓器結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱,則當(dāng)活動(dòng)銜鐵處于初始平衡位置時(shí),必然會(huì)使兩互感M1=M2。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,將有E2a=E2b。由于變壓器兩次級(jí)繞組反相串聯(lián),因而Uo=E2a-E2b=0，即差動(dòng)變壓器輸出電壓為零。工作原理《傳感器應(yīng)用技術(shù)》當(dāng)活動(dòng)銜鐵向上移動(dòng)時(shí),由于磁阻的影響，W2a中磁通將大于W2b，使M1>M2，因而E2a增加，而E2b減小。反之，E2b增加，E2a減小。因?yàn)閁o=E2a-E2b，所以當(dāng)E2a、E2b

隨著銜鐵位移x變化時(shí)，Uo也必將隨x而變化。工作原理基本特性《傳感器應(yīng)用技術(shù)》根據(jù)差動(dòng)變壓器等效電路。當(dāng)次級(jí)開(kāi)路時(shí)U——初級(jí)線圈激勵(lì)電壓；ω——激勵(lì)電壓U的角頻率；

I1——初級(jí)線圈激勵(lì)電流；

r1、L1——初級(jí)線圈電阻和電感。.基本特性《傳感器應(yīng)用技術(shù)》根據(jù)電磁感應(yīng)定律，次級(jí)繞組中感應(yīng)電勢(shì)的表達(dá)式分別為由于次級(jí)兩繞組反相串聯(lián)，且考慮到次級(jí)開(kāi)路，則由以上關(guān)系可得基本特性《傳感器應(yīng)用技術(shù)》上式說(shuō)明，當(dāng)激磁電壓的幅值和角頻率ω、初級(jí)繞組的電阻r1及電感L1為定值時(shí)，差動(dòng)變壓器輸出電壓僅僅是初級(jí)繞組與兩個(gè)次級(jí)繞組之間互感之差的函數(shù)。只要求出互感M1和M2對(duì)活動(dòng)銜鐵位移x的關(guān)系式，可得到螺線管式差動(dòng)變壓器的基本特性表達(dá)式。輸出電壓的有效值為基本特性《傳感器應(yīng)用技術(shù)》①活動(dòng)銜鐵處于中間位置時(shí)M1=M2=MUo=0②活動(dòng)銜鐵向上移動(dòng)時(shí)M1=M+ΔM

M2=M-ΔM與E2a同極性。.基本特性《傳感器應(yīng)用技術(shù)》③活動(dòng)銜鐵向下移動(dòng)時(shí)M1=M-ΔM，M2=M+ΔM與E2b同極性。.轉(zhuǎn)換電路《傳感器應(yīng)用技術(shù)》（1）差動(dòng)變壓器的輸出是交流電壓(用交流電壓表測(cè)量，只能反映銜鐵位移的大小，不能反映移動(dòng)的方向)（2）測(cè)量值中將包含零點(diǎn)殘余電壓為了達(dá)到能辨別移動(dòng)方向和消除零點(diǎn)殘余電壓的目的，實(shí)際測(cè)量時(shí)，常常采用差動(dòng)整流電路和相敏檢波電路。

(1)差動(dòng)整流電路把差動(dòng)變壓器的兩個(gè)次級(jí)輸出電壓分別整流，然后將整流的電壓或電流的差值作為輸出。轉(zhuǎn)換電路《傳感器應(yīng)用技術(shù)》轉(zhuǎn)換電路《傳感器應(yīng)用技術(shù)》從圖（c）電路結(jié)構(gòu)可知