成都信息工程（成都信工学院）：电子工业出版社《传感器与检测技术》教学资源（PPT课件）第3章变阻抗式传感器原理与应用（3.2）差动变压器

差动变压器是把被测的非电量变化转换成线圈互感量的变化。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动的形式连接，故称之为差动变压器式传感器。

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Q3.2差动变压器差动变压器是把被测的非电量变化转换成线圈互感量的变化。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的, 并且次级绕组用差动的形式连接,故称之为差动变压源器式传感器。变隙式变面积式螺线管式下一页

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--- U 多么 (a)、(b)变隙式差动变压器; (c)、(d)螺线管式差动变压器 (e)、(f)变面积式差动变压器上一页下一页

(a) 、(b) 变隙式差动变压器； (c) 、(d) 螺线管式差动变压器； (e) 、(f) 变面积式差动变压器返回上一页下一页

差动变压器 3.2.1变隙式差动变压器 ·3.2.2螺线管式差动变压器 ·3.2.3差动变压器应用上一页下一页

差动变压器 3.2.1 变隙式差动变压器 3.2.2 螺线管式差动变压器 3.2.3 差动变压器应用返回上一页下一页

3.2.1变隙式差动变压器当一次侧线圈接入激励电压后,二次侧线圈将产生感应电压输出互感变化时,输出电压将作相应变化 ------4 U 两个初级绕组的同名端顺向串联, 而两个次级绕组的同名端则反向串联上一页下一页

3.2.1 变隙式差动变压器当一次侧线圈接入激励电压后，二次侧线圈将产生感应电压输出互感变化时，输出电压将作相应变化返回上一页下一页两个初级绕组的同名端顺向串联，而两个次级绕组的同名端则反向串联

1.工作原理当没有位移时,衔铁C处于初始平衡位置, 它与两个铁芯的间隙为8a0=6b0=60 两个次级绕组的互感电势相等,即e2=e2 由于次级绕组反向串联,因此,差动变压器输出电压当被测体有位移时,与被测体相连的衔铁的位置将发生相应的变化, 使8。≠8b 两次级绕组的互感电势e2≠e2,输出电压 20-2b≠0 电压的大小反映了被测位移的大小,通过用相敏检波等电路处理, 使最终输出电压的极性能反映位移的方向上一页下一页

当没有位移时，衔铁C处于初始平衡位置，它与两个铁芯的间隙为δa0 =δb0 =δ0 两个次级绕组的互感电势相等，即e2a=e2b。由于次级绕组反向串联，因此，差动变压器输出电压当被测体有位移时，与被测体相连的衔铁的位置将发生相应的变化，使δ a≠δb 两次级绕组的互感电势e2a≠e2b，输出电压电压的大小反映了被测位移的大小，通过用相敏检波等电路处理，使最终输出电压的极性能反映位移的方向。 U2 = e2a −e2b = 0  U2 = e2a −e2b  0  1. 工作原理返回上一页下一页

2.输出特性 M R 2b 6-6W b 上一页下一页

２.输出特性 . 1 1 2 . 2 U W W U b a  b a      + − = − 返回上一页下一页

如果被测体带动衔铁移动 W U W △6K W △W, U 2b △U △6 △6 图3.2.3变隙式差动变压器输出特性 1理想特性;2实际特性上一页下一页

如果被测体带动衔铁移动   = −  0 1 1 2 2 U W W U   0 1 1 2 2   U W U W K =  = 图3.2.3 变隙式差动变压器输出特性１理想特性；２实际特性返回上一页下一页

结论 (1)供电电源首先要稳定,电源幅值的适当提高可以提高灵敏度K值; (2)增加W2W1的比值和减少δ都能使灵敏度K值提高; (3)以上分析的结果是在忽略铁损和线圈中的分布电容条件下得到的; (4)以上结果是在假定工艺上严格对称前提下得到的而实际上很难做到这一点; (5)上述推导是在变压器副边开路的情况下得到的。上一页下一页

结论：（１）供电电源首先要稳定，电源幅值的适当提高可以提高灵敏度K值; （２）增加W2 /W1的比值和减少δ0都能使灵敏度K值提高; （３）以上分析的结果是在忽略铁损和线圈中的分布电容条件下得到的; （４）以上结果是在假定工艺上严格对称前提下得到的，而实际上很难做到这一点; （５）上述推导是在变压器副边开路的情况下得到的。返回上一页下一页

3.2.2螺线管式差动变压器 1.工作原理 2.基本特性 3.主要性能 4.零点残余电压及消除方法 5.转换电路上一页下一页

３.２.２螺线管式差动变压器 1. 工作原理 2. 基本特性 3. 主要性能 4. 零点残余电压及消除方法 5. 转换电路返回上一页下一页

1.工作原理 p11活动衔铁:2-导磁外壳 3-骨架;4-匝数为W初级绕组; 5-匝数为W2的次级绕组 6-匝数为W2的次级绕组 6 E2 2b 上一页下一页

１. 工作原理１-活动衔铁；２-导磁外壳；３-骨架；４-匝数为W1初级绕组；５-匝数为W2a的次级绕组；６-匝数为W2b的次级绕组返回上一页下一页

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