1、差动变压器的结构及原理一、差动变压器的结构差动变压器的结构形式较多，有螺管式和变隙式、变面积式等。在非电虽测量中，应用最多的是螺线管式差动变压器，它 uJ 以测量 1 一 l oo mm 机械位移，并具有测旦精度高、灵敏度高、结构简单、性能 uJ 靠等优点。图 51 所不为螺管式差动变压器的典型结构。螺傍式差动变压器出绝缘框架、铁芯(也称衔铁)祁三组线圈构成。一组为初级线圈，另的 ATMEL 代理商组为次吸线阁。初级为激励输入，两个次级线圈反串输出。变隙式差动变乐器的结构如图 i2 所示。变隙式的义敏度较高，但测量范围小uf 均于测量几微米到几百微米的线位移。变面积式差动变压器的结构 AlI
2、图 53 所水。变面积式差动变压器可测角位移，图不为两极型，还可制戊四极、入极、十六极型，一般可分辨军点几角秒以下的微小角位移，线性范围达il()。二、差动变压器的工作原理亢忽略线圈肖生屯容与铁心损耗的悄况下，差动变压器的等效电路如图 5九、i 初级线圈激励电压与电流(频率为 c。)；LL、及 l初级线圈电感与电阻；MI、 M2初级与次级线冈、2 间的互感；山 l、Id!，R2l、Rn 两个次级线圈的 41 感与吧阻。当初级线圈施以频率为 ATMEL 代理 b 的激励电压 uI 时，根据变乐器原理，差动变乐器的开路输出电压为两次级线圈的感应电动势之差：当衔铁处于个间位量时，各两次级线圈参数、磁
3、路尺寸相等，RI 三、差动变压器的主要特性1输出特性差动变压器的 http:/www.ebv.hk 输出特性如图 5 示(1)零点残余电动势 回(a)为单个次级线圈的输出特性；图(b)为差动变压器的输出特性。乙。、zz?分别为两次级线圈的输出感应电动势zz 为差动输出电压，X 为衔铁偏离中心位置的距离。图中实线为理想的输出特性，虚线表不实际的输出特性。Lo 则为零点残余电动势(或称为零点残余电压)。它表示在被测位移为零时，差动变压器的输出不为零，有一微小的输出电压。它的存在，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，带来测量误差。此值的大小是衡量控动变压器性能好坏的重要指标。(2)零点残余电动势
4、TI 代理商 产生的原因 两个次级线圈结构上的不对称，引起两个位平衡点勃 R 依平衡点两者不重合。0)由铁芯材料 BII 曲线的弯曲部分导致输出电压中含高次谐波。励磁电压波形中有高次谐波。(3)消除零点残余电动势的方法尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称内部应力，使其性能均匀、稳定。选用合适的测量电路，如采用相敏整流电路，跳可判别衔铁的移动方向，义可改善输山特性，减小零点残余电动势。采用补偿 TI 代理电路减小零点残余电动势。图 56 为几种补偿电路。在差动变压器二次侧串、并联适当的电阻电容冗件，调整相关元件，可减小零点残余电动势。可采用下列措施来提高灵敏度：Q)提高线圈的 Q
5、值、为此照增大差动变压器的尺寸为适宜。选择较高的励磁频率。增大铁心直径，使具接近于线框内径，铁芯采用磁导率高、铁损小、涡流损耗小的材料。减少涡流损耗，为此线圈框架采用非导电的民膨胀系数小的材料。在不位一次线圈过热的情况 F，尽量提高励磁电压。4线性范围理想的差动变压器 NXP 代理商 二次侧输出电压成与铁芯位移成线 rf 关系，实队上由于铁芯的直径、长度、材料和线圈框架的形状、大小的小同等均对线性有直接影响。羌动变压器的“般线性范围为线圈框架长度的 1 月 o 一 1 八。晰于差动变压器今间部分磁场是均匀的儿较强，所以只有中 M 部分线性较好。退常占线队不仅是指铁芯位移与二次电压的关系，还希胡二次侧的相角为一定值。这一点比较难以满足。考虑到这种出家，线性范网约为全 K 的 1l o。欲使差动变压器的线 ATMEL 性好，熙注意绕线要排列均幻和选样适峭的励磁频率、铁芯长度以及加强 4l 阻等。采用祁敏整流电路村输比进行处埋小 f 以改善差动坐压器的线性。cjmc%ddz
