传感器与检测技术单元一6.pptVIP

差动变压器式传感器是把被测位移量转换为一次线圈与二次线圈间的互感量M的变化的装置。当一次线圈接入激励电源之后，二次线圈就将产生感应电动势，当两者间的互感量变化时，感应电动势也相应变化。由于两个二次线圈采用差动接法，故称为差动变压器。目前应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器。 差动变压器式传感器的等效电路 结构特点： 两个二次线圈反向串联，组成差动输出形式。 （二）差动变压器传感器的特性 灵敏度与线性度 差动变压器的灵敏度一般可达0.5~5V/mm，行程越小，灵敏度越高。 为了提高灵敏度，励磁电压在10V左右为宜。电源频率以1~10kHz为好。 差动变压器线性范围约为线圈骨架长度的1/10左右。 * * 任务二 差动变压器式传感器在位移测量上的应用 一、任务描述与分析 在工业控制中，位移是间接反映被测量变化的一个很重要的参数，有时候需要精确测量，比如，精密材料的冲击挠度或振动测试，或纤维或其它高弹材料的拉伸或蠕变测试，还有大型建筑物的变形、位移观测，如水电站的大坝观测等。这些都是微小位移的测量。如何来实现呢？我们可以采用差动变压器电感传感器来实现。 在线框上绕有一组输入线圈（称一次线圈）；在同一线框的上端和下端再绕制两组完全对称的线圈（称二次线圈），它们反向串联，组成差动输出形式。理想差动变压器的原理如图。图中标有黑点的一端称为同名端，通俗说法是指线圈的“头”。 二、相关知识 请将二次线圈N21、N22的有关端点正确地连接起来，并指出哪两个为输出端点。 (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 活动衔铁 导磁外壳 骨架 次级绕组 初级绕组 次级绕组 图-3 螺线管差变压器结构图 一、结构及原理（螺旋管式） （1）当活动衔铁处于活动位置， M1=M2=M 则U2=0 (2)当活动衔铁向上移动 (3)当活动衔铁向下移动时 例：欲测量?20mm?2mm轴的直径误差，应选择线圈骨架长度为多少的差动变压器（或电感传感器）为宜 ？ 三、相关技能 1.测量电路 2.专用测量芯片集电路 AD598是一种完整的单片式线位移差动变压器(LVDT)信号调节系统。AD598与LVDT配合，能够将LVDT的机械位置转换成单极性或双极性输出的高精度直流电压。AD598将所有的电路功能都集中在一块芯片上，只要增加几个外接无源元件，就能确定激磁频率和输出电压的幅值。在芯片内部，AD598将LVDT处理的次级输出信号按比例地转换成直流信号。AD598还可以用于旋转差动变压器(RVDT)。AD598内部有一个用来产生LVDT初级激磁信号的低失真正弦波振荡器及其输出入大器和接收LVDT次级输出的二个正弦信号的输入级、除法器、滤波器及其输出入大器。在AD598的除法器中，将来自LVDT次级的这二个信号差除以这二个信号和。 图3-15 AD598的内部功能结构简图 （三）常见商用差动变压器传感器 线性可变（LVDT）差动变压器位移传感器广泛用作测量和控制传感器，被用在可以直接测量到几微英寸至几英尺的位移的地方，或是在强度或压力等物理量可以转换为线性位移的地方。由于能够在恶劣的环境中进行极其精确及反复的测量。 补充：差动变压器式传感器的应用 1．测量振动和加速度 补充：差动变压器式传感器的应用 2．测量大型构件的应力和位移 差动变压器式传感器测量应力和位移原理图 *