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文檔簡介

2.2.8.差動變壓器

差動變壓器(DifferentialTransformer)是互感式傳感器，是把被測量的位移量轉(zhuǎn)換為傳感器線圈間互感的變化量來實(shí)現(xiàn)非電測量的，其本身是一個具有差動輸出的開磁路變壓器，故簡稱為差動變壓器。a)結(jié)構(gòu)b)等效電路圖2.29差動變壓器原理圖

圖2.29所示為螺管型差動變壓器原理圖及其等效電路

在圖2.29a)中，1表示變壓器初級線圈，21和22表示變壓器次級兩差動線圈，3為線圈絕緣框架，4表示動鐵，示動鐵的位移變化量。在圖2.29b)中，示兩次級線圈的電阻，L21和L22表示兩次級線圈的自感，M1和M2表示初級線圈分別與兩次級線圈間的互感，

e21和e22表示在初級電壓u1作用下在兩次線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，圖中兩次級線圈反向串聯(lián)，形成差動輸出電壓u2。根據(jù)電路原理，初級線圈的激磁電流為在動鐵和次級線圈中產(chǎn)生的磁通分別為

式中N1為初級線圈的匝數(shù)，次級線圈的匝數(shù)為N21=N22=N2；式中Rml和Rm2分別為和

的通道磁阻。初級線圈與兩次級線圈的互感為次級兩線圈中的感應(yīng)電動勢分別為圖2.30差動變壓器輸出電壓特性提高次級兩線圈磁路和電路的對稱性，可改善輸出電壓的線性度。采用相敏整流電路對輸出電壓進(jìn)行處理，可進(jìn)一步改善差動變壓器輸出電壓的線性。（3）靈敏度差動變壓器的靈敏度是指差動變壓器在單位電壓激勵下，動鐵移動單位距離時所產(chǎn)生的輸出電壓，以mV/mm/V表示，一般大于50mV/mm/V。由式(2.42)可知，提高差動變壓器的靈敏度可采用如下方法。1)在初級線圈熱容量允許范圍內(nèi)適當(dāng)增加激勵電壓U1。

2)適當(dāng)增加動鐵截面積，以減小磁路磁阻，同時減小鐵損。3)適當(dāng)增加次級線圈的匝數(shù)N2，一般取N2=(1~2)N1。4)在低頻段，，則由式(2.42)可得適當(dāng)增加激勵頻率，提高靈敏度。（3）.溫度特性組成差動變壓器的各個結(jié)構(gòu)件的材料性能都受溫度的影響，產(chǎn)生測量誤差，影響最大的是初級線圈電阻溫度系數(shù)。在溫度變化時，引起初級電流I1發(fā)生變化，使輸出電壓隨溫度而變化。通常銅導(dǎo)線的電阻溫度系數(shù)為+0.4%/

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