差动变压器式传感器52页PPT
测试技术-4.2 差动变压器式传感器
，其等效电路如图4-16所示。当初级绕组加以激励电压U
时,根据变压器的工作原理,在两个次级绕组W2a和W2b中
便会产生感应电势E2a和E2b。如果工艺上保证变压器结
构完全对称,则当活动衔铁处于初始平衡位置时，必然会使
两互感系数M1=M2。根据电磁感应原理，将有E2a=E2b
。由于变压器两次级绕组反相串联, 因而Uo=E2a-E2b=0
•
U2 U24 U68
(4-35)
4.2 差动变压器式传感器
• 当位下的衔以时方铁上，向在时则。零，有位因U2时为4<，UU2因648>，为U则U682，U4=2则<U0U6。82，>U所02的；以正而U负2当=表衔0；示铁当衔在衔铁零铁位位在移以零 • 差动整流电路具有结构简单，不需要考虑相位调整和零点
4.2 差动变压器式传感器
•
零点残余电压主要是由传感器的两次级绕组的电气参
数和几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等引起的。
零点残余电压的波形十分复杂，主要由基波和高次谐波组
成。基波产生的主要原因是：传感器的两次级绕组的电气
参数、几何尺寸不对称，导致它们产生的感应电势幅值不
等、相位不同，因此不论怎样调整衔铁位置，两线圈中感
4.2 差动变压器式传感器
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
• （a） 一节式; （b） 二节式; （c） 三节式; • （d） 四节式; （e） 五节式 • 图4-15 线圈排列方式
4.2 差动变压器式传感器
•
差动变压器式传感器中的两个次级线圈反相串联，并
且在忽略铁损、导磁体磁阻和线圈分布电容的理想条件下
路（或负载阻抗足够大）的条件下，图4-11（a）的等效电路可用图 4-12表示。图中r1a与L1a , r1b与L1b , r2a与L2a ,r2b与L2b，分别 为W1a，W1b ,W2a，W2b绕阻的直流电阻与电感。
差动变压器式位移传感器
差动变压器式位移传感器
式中：
Gr= | ∆r | ×100% ………………………………………………..(6) UN
Δr —— 同一行程同一试验点上三次测量实际输出信号之间的最大差值。
各项误差计算应符合表一规定。直流差动变压器的指定方法及误差计算可参照
上述方法进行，理论输出信号量程 NU 的计算应为：
UN = Um－Uo
五、差动变压器式位移传感器型号命名方法
3 1
N2－1
N1
2
4
N2－2
47 kΩ C*
5
N3
6
C*：0.06～0.082μf
图4 3．直流差变动压器式位移传感器（DC/DC LVDT） DC/DC LVDC 是把振荡器，相敏解调器与差动变压器封装在一起，只需提供 稳定的直流电源，就能获得与位移量成线性关系的直流电压输出。因输出信号较大， 因此，可直接配接各种记录，显示仪表。其参数见表 2。 配套本公司生产的 QSY-100 系列专用电源后还可以方便地实现零点在传感器全 行程内迁移。以供直流位移传感器作双向或单向测量。 输出特性曲线如图 5（迁零前的曲线 AOB，迁零后的曲线为 A‘B‘）
指标
精 度 0．1 级
基本误差限 ±0.1%
线性度误差 ±0.1%
回
差
0.04%
重复性误差
0.04%
0．2 级 ±0.2% ±0.2% 0.08% 0.08%
差动传感器PPT.
优点
• 1.使用寿命长：由于铁芯和线圈内壁存在间隙， 铁芯在运动的时候与线圈不接触，无摩擦损耗;同 时采用优良的生产工艺把骨架和所绕漆包线两者 固化为一整体，不会产生断线，开裂等故障，加 上其它的优化设计，因此传感器的使用寿命理论 上可以是无限的，据国外某机构测试此类传感器 的mtbf可达到30万小时，在实际的正常使用中可 达到数十年，其最终故障往往是人为造成或变送 器电路元器件的寿命决定的。
• 6、低噪声：对于回弹式的位移传感器，在 额定位移输出信号为10.0000v或5.0000v时 ，其纹波、干扰噪声的峰—峰值电压仅0.2 ～1.5mvp-p。
• 7、低的温度漂移：通用型中小量
• 8.无零点残余电压：由于采用了先进的检测 电路，避免了零点残余电压的存在。
• 为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的 线性度、增大传感器的线性范围，设计时 将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电 压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级 线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁 芯的位移量成线性关系。
• LVDT的工作电路称为调节电路或信号调节器。一 个典型的调节电路应包括稳压电路、正弦波发生 器、解调器和一个放大器。
• 2、多样的环境适应性：lvdt是少数几种可 以应用在多种恶劣环境下的位移传感器， 通过特殊方式进行密封处理的传感器可以 防潮、防盐雾，可以放置于承压的液体中 、气体密闭容器中，甚至于某些腐蚀性环 境中，对核辐射电磁辐射干扰不敏感，能 抗振动，具有较宽的工作温度范围-25℃～ 85℃和满足国军标—55℃～125℃工作温度 。机电分体的位移传感器单独使用可以在 200℃下工作。
SDVB20系列 直流回弹式 LVDT位移传感器
定义
LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是线性可变差动变压器缩写， 属于直线位移传感器
最新第3章电感式传感器B--差动变压器式传感器ppt课件
14
消除零点残余电压方法：
(1) 差动整流电路
根据半导体二级管单向导通原理进行解调的。如传感器的一个 次级线圈的输出瞬时电压极性，在f点为“＋”，e点为“–”，则电 流路径是fgdche（参看图a）。反之，如f点为“–”，e点为“＋”， 则电流路径是ehdcgf。可见，无论次级线圈的输出瞬时电压极性如 何，通过电阻R的电流总是从d到c。同理可分析另一个次级线圈的 输出情况。输出的电压波形见图（b），其值为USC=eab＋ecd。18
C1
D2
C2
A er
B
ห้องสมุดไป่ตู้
i1 i3 C R1
R2 D
i2 i4
由此可见，该电
e22
路能判别铁芯移 动的方向。
移 相 器
20
4. 差动变压器式传感器的应用
测量振动、厚度、应变、压力、加速度等各种物理量。
差动变压器式加速度传感器:
用于测定振动物体的频率和振幅时其激磁频率必须是振 动频率的10倍以上，才能得到精确的测量结果。可测量 的振幅为(0.1～5)mm，振动频率为(0～150)Hz。
2
③ 以上分析的结果是在忽略铁损和线圈中的分布电容等条 件下得到的，如果考虑这些影响，将会使传感器性能变差（灵 敏度降低，非线性加大等）。但是，在一般工程应用中是可以 忽略的。
④ 以上结果是在假定工艺上严格对称的前提下得到的，而 实际上很难做到这一点，因此传感器实际输出特性如图3-13中曲 线2所示，存在零点残余电压ΔUo。
差动变压器式位移传感器
课程设计说明书传感器课程设计Course-Design of Sensor——差动变压器式位移传感器学院名称：机械工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：指导教师职称：教授2012年01月目录第一章绪论 (2)1.1 概述 (2)1.2 设计任务 (2)第二章方案论证及选择 (3)2.1 方案论证 (3)2.2 原理简述 (4)第三章差动变压器 (5)3.1 传感器结构 (5)3.2 工作原理 (5)第四章单元电路的分析 (6)4.1 差动放大电路 (6)4.2 移相电路 (9)4.3 相敏检波电路 (10)4.4 低通滤波电路 (112)第五章电路测试及波形 (14)5.1 各电路波形 (14)5.2 位移测量数据拟合 (17)第六章心得体会 (18)第七章参考文献 (19)第八章参考文献 (19)第一章绪论1.1 概述当今时代是信息时代，在工业和科技领域信息主要是通过测量获得，在现代生产中，物质和能量在信息流指挥和控制下运动。
测控技术正成为现代生产生活中乃至高科技领域中一项必不可少的基础技术。
测控系统主要是传感器，测量放大电路和执行机构三个部分组成，而在测控系统中测量变换电路是最灵活的部分。
它的选取往往改变了整个系统性能的优劣。
所以，学习并领悟测控技术就显得十分重要了，《测试技术》是我们测控技术与仪器专业的一门专业技能课，能够运用基本测控电路知识解决日常生活中的方方面面问题也应该是本专业学生的基本素质，也鉴于这些要求，做一些测控方面的课程设计就会让我们加深对传感器技术的理解和运用，也正是因为对一些实际问题的研究，才能使我们成为真正意义上的测控技术性人才，下面就以本次才课程设计题目——差动变压器式位移传感器——做比较详细的分析。
1.2 设计任务设计要求：掌握差动变压器式位移传感器的结构，工作原理。
分析各部分电路的作用及工作原理，特别是相敏检波电路的作用，观察分析各部分的波形，给出测试结果。
《差动式传感器》ppt课件
〔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 上严厉对称前提下得到的， 而实践上很难做到这一点;
〔５〕上述推导是在变压器副 边开路的情况下得到的。
图3.2.3 变隙式差动变压器输出特性 １ 理想特性；２ 实践特性
E2a jM1I1 E2b jM2I1
U 2e2Ae2BjrM 1 1 j M L 1 2U 1
.
图3.2.6 差动变压器输出电压特性曲线
.
３. 主要性能
〔1〕灵敏度 〔2〕线性度
.
灵敏度与线性度
差动变压器的灵敏度普通可达 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400Hz~10kHz为好。
3. 压力丈量
～220V 稳压电源 振荡器 V
差动变压器
相敏检波电路
.
4. 加速度传感器 1 2 振荡器
检
滤
波
波 输出
器
器
稳压电源 a
～220V
(b)
1
(a)
加速度a方向
1 弹性支承 2 差动变压器
用于测定振动物体的频率和振幅时其激磁频率必需是振动频率的十倍以上
，才干得到准确的丈量结果。可丈量的振幅为(0.1～5)mm，振动频率为(0～ 150)Hz。丈量振动与加速的电感传感器构造图。衔铁受振动和加速度的作用
.
３.２.２螺线管式差动变压器
1. 任务原理 2. 根本特性 3. 主要性能 4. 零点剩余电压及消除方法 5. 转换电路
.
１. 任务原理
螺管型差动变压器根据初、次级陈列不同有二节式、三节式、
差动变压器式电感传感器的性能测试课件
分析各因素对传感器性能的影响程度，找出关键影响因素。
优化建议
根据测试结果和影响因素分析，提出优化传感器性能的建议和改 进措施。
感您的 看
THANKS
02
差器感 感器的性能指
线性度
总结词
线性度是衡量传感器输出与输入之间线性关系的指标。
详细描述
线性度表示传感器实际输出曲线与理想直线之间的偏差程度。在性能测试中， 需要记录传感器在不同输入下的输出值，并绘制实际输出曲线，通过对比理想 直线来评估线性度。
灵敏度
总结词
灵敏度表示传感器输出变化量与输入变化量之间的比例。
位移测量
由于其高灵敏度和线性度， 差动变压器式电感传感器 常用于测量微小位移和振 动。
液位测量
在石油、化工、制药等领 域，差动变压器式电感传 感器可用于测量液位高度。
差动变压器式电感传感器的优缺点
优点
高灵敏度、高线性度、高重复性、稳 定性好、抗干扰能力强等。
缺点
易受温度、湿度等环境因素影响，需 要定期校准和维护。
03
差器感 感器的法
静态测试
总结词
在静态测试中，主要对差动变压器式电感传感器的线性度、灵敏度、零点输出和量程等 参数进行测试。
详细描述
线性度测试是评估传感器输出与输入之间是否呈线性关系，以检验其准确性。灵敏度测 试则是测量传感器在输入变化时输出的变化程度。零点输出测试是在输入为零的情况下，
检查传感器的输出是否接近零。量程测试则是确定传感器在最大或最小输入时的工作范 围。
差动变压器式电感传感器通常由初级 线圈、次级线圈和铁芯组成，初级线 圈输入交流电源，次级线圈输出感应 电动势。
工作原理基于变压器的工作原理，通 过改变铁芯的位置，使磁阻发生变化， 从而改变磁通量，进而产生感应电动 势。
【精编】差动变隙式电感传感器(1)PPT课件
差动变压器相敏检波电路
当铁心处于中间位置时，调节电阻Rp可以使零点残余电 压减小。
～
RP
移相器
差动变压器式电感位移传感器的优点：
差动变压器式电感位移传感器测量精度高， 分辨力可达0.1μm,线性范围大，有的能达到 250mm,稳定性好，使用方便。这种传感器广泛 用于直线位移、角位移以及可转换成位移的其 他机械量，如压力、重量、膨胀等。
M 1M 2,则 E 1E 2 ， E 0故 0
当铁心偏离零位向上移动时由于磁阻的影响，上面线圈中 的磁通将大于下面线圈中的磁通，所以
M1M2,则 E1E2，E 故 00,输出E 电 0与 E压 1同相位 大小与铁心关 位系 移成线性
E0E1E2(M 1M 2)d d1it
螺管式差动变压器位移传感器
总结
传感元件 原始 或传感器 输入量
差动 变压器式 位移
变换 原理
电磁 感应
物理 现象
结构型
能量 关系
控制型
输出量
互感 系数
课堂练习
6、利用差动变压器式位移传感器进行位移测量时， 为辨别物体的移动方向，处理电路中必须有的 环节是（测一）
A.滤波 B.放大 C.整流 D.相敏检波
6、利用差动变压器式位移传感器进行位移测量时， 为辨别物体的移动方向，处理电路中必须有的 环节是
（3）温度误差 （4）差动式电感位移传感器的零点剩余电压问题
课堂练习
16、自感式位移传感器可分为变气隙型、变面积型和 （ ）（测一）。
16、自感式位移传感器可分为变气隙型、变面积型和 （螺管型）。
27、改善电感式位移传感器的性能时需要考虑哪些因 素？（测一）
2. 在改善电感位移传感器性能要考虑的因素
传感器原理及应用-第4章 - 4.2 差动变压器式电感传感器
§4.2 差动变压器式电感传感器
二、变隙式差动变压器
2、变隙式差动变压器输出特性
在忽略铁损（即涡流与磁滞损耗 忽略不计）、漏感以及变压器次级开 路（或负载阻抗足够大）的条件下的 等效电路。 不考虑铁芯与衔铁中的磁阻影响 时，变隙式差动变压器输出电压为
b a W2 U U 2 b a W1 1
M
基本种类
有变隙式、变面积式和螺线管式等。 应用最多的是螺线管式差动变压器。
初1 级 线 圈
3
次 级 线 圈
2
4
§4.2 差动变压器式电感传感器
一、螺线管式差动变压器
二、变隙式差动变压器
三、差动变压器式传感器测量电路
§4.2 差动变压器式电感传感器
一、螺线管式差动变压器
1、螺线管式差动变压器结构与原理
U2 r1 L1
2 2
§4.2 差动变压器式电感传感器
一、螺线管式差动变压器
2、螺线管式差动变压器输出特性
U2
M a M b U 1
r1 L1
2 2
§4.2 差动变压器式电感传感器
一、螺线管式差动变压器
二、变隙式差动变压器
三、差动变压器式传感器测量电路
根据电磁感应原理有
E E 2a 2b
变压器两次级绕组反 向串联，则差动变压器输 出电压为零。
§4.2 差动变压器式电感传感器
一、螺线管式差动变压器
2、螺线管式差动变压器输出特性
当次级两绕组反向串 联、次级开路时差动变压 器输出电压为 差动变压器输出电动势的大小和相 位可知道衔铁位移的大小和方向。
二、变隙式差动变压器
2、变隙式差动变压器输出特性
差动变压器式传感器的用途
2 l1 （4-3） 0 S0 1S1 2 l2 （4-4） 0 S0 2 S2
l1 l2 2 Rm 1S1 2 S2 0 S0
2 Rm 0 S0
（1 2
L1
2
Ro
3
R Lo
U s
Ro
U o
1 —铁芯 ； 2 —线圈 ； 3 —衔铁
U o
1 —铁芯； 2 —线圈； 3 —衔铁
L1
U s
2
L2 2
1
2 Ro
图4-3 差动变隙式电感传感器
Ro 第4章 电感式传感器
3
（4-12） （4-13）
对式（4-11）、（4-13）作线性处理，即忽略高次项后，可得
L L0 0
（4-14）
第4章 电感式传感器
L 1 L0 K0 0
（4-15）
变间隙式电感传感器的 测量范围与灵敏度及线性度相矛盾 →适用于测量微小位移的场合 。 为了减小非线性误差，实际测 量中广泛采用差动变隙式电感传感器。
第4章 电感式传感器
第4章 电感式传感器
4.1 变磁阻式传感器
4.2 差动变压器式传感器
4.3 电涡流式传感器
第4章 电感式传感器
4.1 变磁阻式传感器
4.1.1 工作原理
变磁阻式传感器的
S1 W l2 1—线圈 ； l1 1 L 2
结构 : 由线圈、铁芯和衔
铁三部分组成。
铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢
（4-3）
l1 S1
1 L 2 W l2
μ1——铁芯材料的导磁率； μ2——衔铁材料的导磁率； l1——磁通通过铁芯的长度； l2——磁通通过衔铁的长度； S1——铁芯的截面积； S2——衔铁的截面积； μ0——空气的导磁率； S0——气隙的截面积； δ——气隙的厚度。
差动变压器式传感器
差动变压器式传感器的应用
Hale Waihona Puke 差动变压器式电感测微仪2019/2/28
45
3.3 电涡流传感器
根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变 化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导 体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡 流，这种现象称为电涡流效应。 根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感 器。按照电涡流在导体内的贯穿情况， 此传感器 可分为高频反射式和低频透射式两类，但从基本 工作原理上来说仍是相似的。电涡流式传感器最 大的特点是能对位移、厚度、表面温度、速度、 应力、材料损伤等进行非接触式连续测量，另外 还具有体积小、灵敏度高、频率响应宽等特点， 应用极其广泛。
当差动式传感器的 活动铁芯处于中间 位置时，传感器两 个差动线圈的阻抗 Z1=Z2=Z0，其 等效电路如图所示。
铁芯处于初始平衡位置时的等效电路
2019/2/28
21
（2）活动铁芯向一边移动时
当活动铁芯向 线圈的一个方 向移动时，传 感器两个差动 线圈的阻抗发 生变化，等效 电路如图4-9 所示。
36
2019/2/28
典型电路
差动整流电路
2019/2/28 37
2．差动检波电路
差动相敏检波电路
等效电路
2019/2/28
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（2）工作原理
传感器衔铁上移
RL u2 uL n1 ( R 2 RL )
传感器衔铁下移
RL u2 uL n1 ( R 2 RL )
2019/2/28
1、2—L1、L2的特性 3—差动特性
2019/2/28
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3.2变压器式传感器
3.2 变压器式传感器变压器式传感器把被测量的变化转换为变压器互感的变化，变压器的初级线圈输入交流电压，次级线圈则互感应输出电势，由于互感式传感器的次级线圈常接成差动形式，故又称为差动变压器式传感器。
3.2.1 结构与原理图3.2.1是一个π型差动变压器，它由两个π型铁心、一个活动衔铁及多个铁心线圈组成。
线圈1和线圈2顺串组成初级绕组，U 加在初级绕组的激励电压。
线圈3和线圈4反串组成次级绕组，其输出电压为scU 。
图3.2.1π型差动变压器的结构原理 图3.2.2 差动变压器输出特性曲线初次级线圈间的耦合程度与衔铁的位置有关。
假如衔铁上移，则线圈1、3间的耦合加强，它们间的互感增大，而线圈2、4间的耦合程度减弱，它们间的互感减小。
因此，差动变压器的初次级线圈间的耦合程度将随衔铁的移动而改变，即被测量位移可转换为传感器的互感变化，当用一定频率的电压激励初级绕组时，次级的输出电压scU 与互感的变化有关，这样，将被测位移转换为电压输出。
差动变压器与一般变压器不同，一般变压器为闭合磁路，初次级的互感为常数，而差动变压器由于存在铁心气隙，是开磁路，且初次级的互感随衔铁位移而变化，另外，差动变压器的两个次级线圈按差动方式工作，输出电压12sc U U U =- 。
1）当衔铁位于中间位置时，1212,,0sc M M U U U === ； 2）当衔铁向上移动，12M M >，12U U > ，0sc U > ； 3）当衔铁向下移动，12M M <，12U U < ，0scU < 。
所以，当衔铁偏离中心位置时，输出电压scU 随偏离的增大而增加，但上、下偏移的相位差180°，如图3.2.2所示。
实际上，衔铁位于中心位置时，输出电压sc U 并不等于零，而是zU ，它是零点残余电压，其产生原因很多，主要是由变压器的制作工艺和导磁体安装等问题引起。
z U 一般在几十毫伏以下，实际使用中，必须设法减小zU ，否则会影响测量结果。
差动变压器式传感器
Rσ：气隙磁阻; δ : 气隙厚度； μ0 :导磁率（真空）； A: 气隙的截面积.
2018/12/4 第3章 阻抗型传感器 8
2.1 工作原理
线圈电感量可按下式计算：
2 N 0 A 2 L N / Rm 2
2 Rm 0 A
式中： N 线圈匝数 ；
变磁阻式传感器又分为：
变气隙厚度型（δ ）(上下运动) 变气隙截面积型（A）(前后左右运动)
• 可见只要改变气隙厚度或气隙截面积 就可以改变磁路的气隙磁阻。
2018/12/4
第3章 阻抗型传感器
9
根据结构形式不同，可变磁阻式传感器又分为：
气隙厚度变化型 气隙面积变化型 螺管型三种类型
目前使用最广泛的是变气隙厚度式电感传感器
2018/12/4
第3章 阻抗型传感器
10
2 变磁阻式传感器 2.2 输出特性 （变气隙式）
气隙厚度变化时，L与δ 为反比关系
2 N 0 A N L Rm 2 2
L
L0+ΔL L0 L隙δ0 处, 初始电感量为
N 2 0 A L0 2 0
δ0
特性曲线非线性
2018/12/4 第3章 阻抗型传感器 16
2 变磁阻式传感器 2.3 测量电路（转换电路）
交流电桥式检测电路 两个桥臂由相同线圈组成差动形式，另外两个为平衡电阻
交流电桥结构示意图
等效电路
Z 2 Z3 Z1Z 4 U0 U AC Z1 Z 2 Z3 Z 4
L L0 0
L [1 ( ) 2 ] L0 0 0 0
定义变磁阻式传感器的灵敏度为
k0 L / L0 1 0
差动变压器式加速度传感器
第二节 差动变压器式传感器
把被测的非电量变化转换为线圈互感量变化的传感 器称为互感式传感器。这种传感器是根据变压器的 基本原理制成的，并且次级绕组都用差动形式连接， 故称差动变压器式传感器。
差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和 螺线管式等，但其工作原理基本一样。非电量测量 中，应用最多的是螺线管式差动变压器，它可以测 量1～100mm范围内的机械位移，并具有测量精度 高，灵敏度高，结构简单，性能可靠等优点。
一、差动变压器式传感器工作原理
螺线管式差动变压器由初级线圈，两个次级线圈和插入线圈 中央的圆柱形铁芯等组成。
1-活动衔铁；2-导磁外壳
3-骨架； 4-初级绕组w
5-次级绕组w2a；6-次级绕组w2
螺线管式差动变压器按线圈绕组排列的方式不同可分为一节、 二节、三节、四节和五节式等类型。 一节式灵敏度高，三节式零点残余电压较小，通常采用的是 二节式和三节式两类。
（1）变间隙式传感器的输出特性
变间隙式电感传感器的测量范围与灵敏度及线性度相矛盾， 所以变隙式电感式传感器用于测量微小位移时是比较精确 的。
（2）变面积式传感器的输出特性
变面积式自感传感器在忽略气隙磁通边缘效应的条件下， 输入与输出呈线性关系；因此可望得到较大的线性范围。 但是与变气隙式自感传感器相比，其灵敏度降低。
电涡流密度与半径r的关系曲线
2．电涡流强度与距离的关系
分析： ①电涡强度与距离x呈非线性关系， 且随着x/ras的增加而迅速减小。 ②当利用电涡流式传感器测量位 移时，只有在x/ras1（一般取 0.05～0.15）的范围才能得到较好 的线性和较高的灵敏度。
电涡流强度与距离归—化曲线
3.2变压器式传感器
3.2 变压器式传感器变压器式传感器把被测量的变化转换为变压器互感的变化，变压器的初级线圈输入交流电压，次级线圈则互感应输出电势，由于互感式传感器的次级线圈常接成差动形式，故又称为差动变压器式传感器。
3.2.1 结构与原理图3.2.1是一个π型差动变压器，它由两个π型铁心、一个活动衔铁及多个铁心线圈组成。
线圈1和线圈2顺串组成初级绕组，U 加在初级绕组的激励电压。
线圈3和线圈4反串组成次级绕组，其输出电压为sc U 。
图3.2.1π型差动变压器的结构原理 图3.2.2 差动变压器输出特性曲线初次级线圈间的耦合程度与衔铁的位置有关。
假如衔铁上移，则线圈1、3间的耦合加强，它们间的互感增大，而线圈2、4间的耦合程度减弱，它们间的互感减小。
因此，差动变压器的初次级线圈间的耦合程度将随衔铁的移动而改变，即被测量位移可转换为传感器的互感变化，当用一定频率的电压激励初级绕组时，次级的输出电压sc U 与互感的变化有关，这样，将被测位移转换为电压输出。
差动变压器与一般变压器不同，一般变压器为闭合磁路，初次级的互感为常数，而差动变压器由于存在铁心气隙，是开磁路，且初次级的互感随衔铁位移而变化，另外，差动变压器的两个次级线圈按差动方式工作，输出电压12sc U U U =-。
1）当衔铁位于中间位置时，1212,,0sc M M U U U ===； 2）当衔铁向上移动，12M M >，12U U >，0sc U >； 3）当衔铁向下移动，12M M <，12U U <，0sc U <。
所以，当衔铁偏离中心位置时，输出电压sc U 随偏离的增大而增加，但上、下偏移的相位差180°，如图3.2.2所示。
实际上，衔铁位于中心位置时，输出电压sc U 并不等于零，而是z U ，它是零点残余电压，其产生原因很多，主要是由变压器的制作工艺和导磁体安装等问题引起。
z U 一般在几十毫伏以下，实际使用中，必须设法减小z U ，否则会影响测量结果。