1、传感器技术及应用 机械08,20102011第二学期 2011年3月,3.3 互感式传感器 （差动变压器）,互感式传感器是一种线圈互感随衔铁位移变化的变磁阻式传感器。 其原理类似于变压器。,变气隙式互感传感器,螺管式差动变压器结构,工作原理示意,3.3.1 工作原理,差动变压器的等效电路如图示 传感器开路输出电压Uo,其中初级线圈激励电流I 激励电压U ：,差动变压器的输出特性与初级线圈对两个次级线圈的互感之差M（M1M2）有关,输入阻抗：,差动变压器的输出正比于互感之差,当衔铁在中间位置时， M1M2M， M0 输出电压U00。 当衔铁偏离中间位置时 M1MM M2MM 差值(M1M2 ）
2、2M M与衔铁位移成比例。,差动变压器与差动自感电感传感器的区别：,1、前者有三组线圈，而后者只有两组 2、前者是利用变压器原理工作的互感传感器，而后者仅是共用一个铁心的两个电感。,差动变压器的灵敏度,一般用V/mm/V（输出/位移/励磁）表示， 一般差动变压器的灵敏度： 50 V/mm/V。,差动变压器（螺管式）的线性范围：,一般取线圈骨架长度的1/101/4（从中间开始）。 改善线性的途径： 绕线均匀， 选择适当的激磁频率、铁心长度及负载阻抗（一般较大）； 采用相敏整流电路。,零点残余电压,理论：两个二次线圈反向串联，当衔铁处于中间时，输出为零。 实际：在所谓的零点往往输出信号不为零，给测
3、量带来误差。 原因：两线圈参数不对称；磁性材料磁化曲线的非线性及磁滞损耗。,3.3.2 测量电路,差动变压器的输出电压是调幅波，为了辨别衔铁的移动方向，需要进行解调。 常用测量电路 差动相敏检波电路、差动整流电路、直流差动变压器电路。,1、差动相敏检波电路,要求参考电压与次级输出电压相位相同或相反， 需要接入移相器,2、差动整流电路,需经低通滤波器消除高频分量，才能获得与衔铁运动一致的直流输出,3、直流差动变压器电路,在差动变压器初级的一端，增加直流电源与多谐振荡器，形成“直进直出”,差动变压器的应用一： LVDT,Linear Variable Differential Transforme
4、r 线性可变差动变压器 属于直线位移传感器。,铁芯与装有弹簧的滑轴相连,测量触头可更换,非接触式测量头,直流差动变压器电路,差动变压器从供电方式可分为交流式和直流式两种。直流式差动变压器是将直流电通过振荡器变为交流电， 并将电子电路与差动变压器封装在一起。 直流式传感器, 供给稳定的直流电, 就能获得与位移成正比的直流电压输出。,LVDT及其变送器 DA位移传感器,把LVDT的测量电路采用微电子技术全部封装入壳体内。输入电压9V15V，输出信号5V或05V或010V或420mA的信号,LVDT及其变送器,LVDT的变送器,LVDT的测量范围,例：某产品规格： DA-0.5、DA-1、DA-2、
5、DA-5、DA-10、DA-20、DA-25、 DA-35、DA-50、DA-75、 DA-100、DA-125、 DA-150、DA-200、 DA-250、DA-300,DA-0.5型,测量范围： 0.5mm或01mm 线 性 度：0.05 工作电源：9V，12V，15V，+24V，+12V，+5V 输出信号：5V,10V，05V，010V，15V,420mA 频 响：0800Hz（-3db） 灵 敏 度：10000mV/mm 温度系数：0.01%/0.03%/ 工作温度：-1070 是否回弹式：可选 电缆线长：免费配2米，也可据需提供,DA-150型,测量范围：150mm或0300mm 线 性 度：0.1或0.2或0.3 工作电源：9V，12V，15V，+24V，+12V，+5V 输出信号：5V,10V，05V，010V，15V,420mA 频 响：0200Hz（-3db） 灵 敏 度：33.3mV/mm 温度系数：0.01%/0.03%/ 工作温度：-1070 是否回弹式：非回弹 电缆线长：免费配2米，也可据需提供,应用二,应用三,作业,3-1 3-6 3-7 3-12,
