6电感式传感器1.pptVIP

6.2 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。 变隙式 变面积式 螺线管式 差动变压器 6.2.1 变隙式差动变压器 6.2.2 螺线管式差动变压器 6.2.3 差动变压器应用 6.2.1 变隙式差动变压器 ２.输出特性 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。 6.２.２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 １. 工作原理 ２. 基本特性 基本特性分析： （1）当活动衔铁处于中间位置时 M1= M2=M 则 U2=0　　　 （2）当活动衔铁向W2a方向移动时 M1= M+ΔM, M2= M-ΔM 故 （3）当活动衔铁向W2b方向移动时 M1= M-ΔM，M2= M+ΔM 故 ３. 主要性能 （1）灵敏度 （2）线性度 （1）灵敏度 差动变压器在单位电压激励下，铁芯移动一个单位距离时的输出电压，以V/mm/V表示。 理想条件下，差动变压器的灵敏度KE正比于电源激励频率f . 提高输入激励电压，将使传感器灵敏度按线性增加。 （2）线性度 线性度: 传感器实际特性曲线与理论直线之间的最大偏差除以测量范围（满量程），并用百分数来表示。 影响差动变压器线性度的因素: 骨架形状和尺寸的精确性，线圈的排列，铁芯的尺寸和材质，激励频率和负载状态等。 改善差动变压器的线性度: 取测量范围为线圈骨架长度的1/10-1/4，激励频率采用中频，配用相敏检波式测量电路 4. 零点残余电压及消除方法 零点残余电压危害： 使传感器输出特性在零点附近的范围内不灵敏，限制着分辨力的提高。 零点残余电压太大，将使线性度变坏，灵敏度下降，甚至会使放大器饱和，堵塞有用信号通过，致使仪器不再反映被测量的变化。 产生零点残余电压的原因 （1）由于两个二次测量线圈的等效参数不对称，使其输出的基波感应电动势的幅值和相位不同，调整磁芯位置时，也不能达到幅值和相位同时相同。 （2）由于铁芯的B-H特性的非线性，产生高次谐波不同，不能互相抵消。 减小零点残余电压措施： （1）在设计和工艺上，力求做到磁路对称，线圈对称。铁芯材料要均匀，要经过热处理去除机械应力和改善磁性。两个二次侧线圈窗口要一致，两线圈绕制要均匀一致。一次侧线圈绕制也要均匀。 （2）采用拆圈的实验方法来减小零点残余电压。其思路是，由于两个二次侧线圈的等效参数不相等，用拆圈的方法，使两者等效参数相等。 （3）在电路上进行补偿。线路补偿主要有：加串联电阻，加并联电容，加反馈电阻或反馈电容等。 补偿零点残余电压的电路 5. 转换电路 能辨别移动方向 消除零点残余电压 （1）差动整流电路 （2）相敏检波电路 （3）直流差动变压器电路 （1）差动整流电路 假定某瞬间载波为上半周，上线圈a端为正，b端为负；下线圈c端为正，d端为负。 在上线圈中，电流自a点出发，路径为a1243b，电容上的电压为u24； 在下线圈中，电流自c点出发，路径为c5867d，电容上的电压为u86。 当载波为下半周，上线圈a端为负，b端为正；下线圈c端为负，d端为正。 在上线圈中，电流自b点出发，路径为b3241a，电容上的电压为u24； 在下线圈中，电流自d点出发，路径为d7865c，电容上的电压为u86。 当衔铁在零位时，u24=u68，所以usc=0； 当衔铁在零位以上时， u24u68，所以usc0; 当衔铁在零位以下时， u24u68,所以usc0。 （2）相敏检波电路 四个特性相同的二极管D1~D4串联成一个回路，四个节点1~4分别接到两个变压器A和B的二次绕组上。 当衔铁在零点以上移动，即x(t)0, A 载波信号为上半周（0~π） u与u0同相，即变压器A次级输出电压u1上正下负，u2上正