差动变压式传感器及其应用演示文稿
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。
差动变压器式传感器的应用实例
差动变压器式传感器的应用实例差动变压器式传感器的应用实例差动变压器式传感器是一种常用的电气测量传感器，它能够提供高精度和可靠的测量结果，广泛应用于电力系统、工业自动化、航空航天等领域。
在本文中，我们将详细探讨差动变压器式传感器的工作原理、特点和应用实例，以便更全面地了解其在实际工程中的应用。
1. 差动变压器式传感器的工作原理差动变压器式传感器是一种利用差动变压器原理测量电流、电压等电气参数的传感器。
它由主变压器和副变压器组成，主要工作原理是通过电流的差动变化来实现电流测量。
当电流通过主变压器的一侧绕组时，将在副变压器的绕组中感应出一个与主绕组电流成正比的电流信号，然后将这个信号转化成与主绕组电流成比例的电压输出。
这样就能够准确地测量电流值，实现高精度的电流测量。
2. 差动变压器式传感器的特点差动变压器式传感器具有高精度、宽量程、强抗干扰能力等特点。
其输出信号与被测电流成正比，线性度高，能够满足各种精密测量的要求。
由于采用了差动测量原理，使得传感器对外界干扰的抗干扰能力大大增强，能够稳定可靠地工作在各种恶劣的环境中。
3. 差动变压器式传感器的应用实例差动变压器式传感器在电力系统、工业自动化、航空航天等领域有着广泛的应用。
在电力系统中，差动变压器式传感器常用于电流测量、绝缘监测、故障检测等方面。
在工业自动化领域，它被广泛应用于电机控制、电能计量、电力质量分析等方面。
在航空航天领域，差动变压器式传感器能够满足飞行器对精密测量的要求，常用于飞行控制系统、导航系统等领域。
4. 个人观点和理解从实际应用来看，差动变压器式传感器具有高精度、强抗干扰能力等优点，能够满足各种精密测量的要求。
在未来的发展中，我认为差动变压器式传感器将更加智能化、数字化，能够实现远程监测、自动校准等功能，进一步拓展其在工程领域的应用范围。
通过本文的介绍，相信你已经对差动变压器式传感器的工作原理、特点和应用有了更深入的了解。
在实际工程中，若需要进行电流、电压等电气参数的测量，差动变压器式传感器将是一个值得考虑的选择。
差动变压器电感式传感器(互感式) 教学PPT课件
阅读并分析：P70
（1）零点残余电压是什么意思？ （2）零点残余电压产生的原因？ （3）零点参与电压的消除方法？
4.2.2 螺旋管式差动变压器
1、结构
阅读并回答：P67
（1）结构组成中包含了什么？ （2）一次线圈和二次线圈是如何布局的？
1-初级线圈 2、3-次级线圈 4-铁芯
2、等效电路
阅读并回答：P71
阅读并回答：P72-P73
（1）两个二次线圈的输出信号做了什么处理？ （2）当两个二次线圈的同名端a,c都为+极性 时，电容C1上的极性哪个为正？ （3）当两个二次线圈的同名端a,c都为-极性 时，电容C1上的极性哪个为正？
从电路结构可知，不论两个次级线圈的输出瞬时电压极性
如何，流经电容C1的电流方向总是从2到4，流经电容C2的电流
方向总是从6到8， 故整流电路的输出电压为
Uo U24 U68
➢ 当衔铁在零位时，因为U24=U68，所以Uo=0； ➢ 当衔铁在零位以上时，因为U24 > U68 ，则Uo>0； ➢ 当衔铁在零位以下时， 则有U24< U68，则Uo<0。 Uo的正负表示衔铁位移的方向。
判断位移的大小和方向 ➢ 相敏检波电路
差动变压器的分类
阅读并回答：P67 （1）差压变压器的结构有几种什么形式？ （2）实际应用最多的是哪一种？
差动变压器的应用？
4.2.1 变隙式差动变压器
1、结构
阅读并回答：P67
（1）结构组成中包含了什么？ （2）一次线圈是如何连接的？ 二次线圈是如何连接的？
【提问】差动变压器与差动式变磁阻传感器区别？
（1）衔铁上移时，互感系数M1和M2如何变化？ （2）衔铁上移时，二次绕组1和二次绕组2的感应电动势如何变化？
差动变压器式传感器的用途-2022年学习资料
第4章电感式传感器-通常气隙磁阻远大于铁芯和衔铁的磁阻，即-4+1-2δ-R-28-4S142S2-4S0 >>-4-3-HoSo-MS-26-m-4-5-4-4-IW-L=-W中-w2-W24S0-4-6
第4章电感式传感器-w2-L=-W24S0-Rm-26-当线圈匝数W=常数时→电感L仅仅是-磁路中磁阻Rm 函数，改变δ或S,均可导致-电感变化，因此变磁阻式传感器又可分为-变气隙厚度δ的传感器-变气隙面积S的传感 。-目前使用最广泛的是变气隙厚度式电-感传感器。
第4章电感式传感器-△L=L0-当衔铁往上移动△δ-4-10-时→差动传感器-1+-可-增-电感的总变化量 AL=Lo-△6-46-4-11-Z1=Z+△Z1,Z2=Z-△Z2-△Z1+△Z2-减-AS-≈jw△L △L2-1-△6-4-12-△L-△L+△L2,具体-△L=△L+AL2=2L0-】-4-21-对上式进行 性处理，即忽略高次项得-4-22
第4章由成式出式婴-L=Lo+AL=-W-LoSo-26-Aδ-1--△8-当△δ<1时，将上式用台劳级数 开成如下的级数形式：-4-9-L=L+△L=L1+-由上式可求得电感增量△L和相对增量△LL的表达式，即-10-△6-4-11
第4章电感式传感器-同理，当衔铁随被测体的初始位-置向下移动（气隙增大）△时，-△L=L-△6-δo-AL Lo--0-△L△6-1+-△δ-△8-4-12-4-13-对式（4-11、4-13作线性处理，即忽略高次 后，-可得-4-14
第4章电感式传感器-灵敏度为-△L-Ko-△δ-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 -→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。
《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、
2024年浅谈差动变压器式传感器及其应用
2024年浅谈差动变压器式传感器及其应用差动变压器式传感器，又称差动电感式传感器，是一种广泛应用于非电量电测技术中的重要元件。
其基于电磁感应原理，将非电量的位移、振动等物理量转换成电信号输出，具有测量精度高、响应速度快、稳定性好等优点。
本文将对差动变压器式传感器的基本原理、结构特点、应用领域、信号处理与电路设计、性能指标与评估方法、应用案例分析以及技术发展趋势与挑战进行详细的探讨。
1. 差动变压器式传感器概述差动变压器式传感器主要由原边线圈、副边线圈和铁芯组成。
当铁芯发生位移时，会改变原边线圈与副边线圈之间的互感量，进而产生差动电势。
这种电势的大小与铁芯的位移量成正比，因此可以通过测量电势来推算出铁芯的位移量。
差动变压器式传感器通常用于测量微小的位移和振动，具有灵敏度高、线性度好等特点。
2. 工作原理与结构特点差动变压器式传感器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当原边线圈通电时，会产生磁场，铁芯在磁场中受到力的作用发生位移，进而改变副边线圈的磁通量，产生感应电势。
由于差动结构的设计，使得传感器对铁芯的位移量具有较高的灵敏度。
此外，差动变压器式传感器还具有结构简单、制造方便、可靠性高等特点。
3. 差动变压器式传感器应用差动变压器式传感器在工业生产、科学实验和日常生活中具有广泛的应用。
例如，在机械工程中，可以用于测量机床的振动、轴承的位移等；在航空航天领域，可用于监测飞行器的姿态变化和结构变形；在医疗设备中，可用于测量人体的生理参数，如心跳、呼吸等。
4. 信号处理与电路设计差动变压器式传感器输出的信号通常为微弱的模拟信号，需要经过信号处理与电路设计才能转换成可供后续处理的数字信号。
常见的信号处理方法包括滤波、放大、模数转换等。
在电路设计中，需要考虑到信号的噪声抑制、线性度提高以及抗干扰能力等因素。
5. 性能指标与评估方法评估差动变压器式传感器的性能通常需要考虑以下几个指标：灵敏度、线性度、稳定性、重复性等。
大学物理综合实验训练论文差动变压式传感器及其应用
扬州大学物理科学与技术学院大学物理综合实验训练论文实验名称：差动变压式传感器及其应用班级：物教1201班姓名：唐亮学号：120801107指导老师：刘雪燕目录摘要 (3)Abstract (3)一引言 (3)二差动变压器工作原理 (4)1.差动变压器式传感器的结构图 (4)2.差动变压器的等效电路............................... 错误！未定义书签。
3.工作原理 (5)4.传感器的静态特性 (6)5.零点残余电压及消除方法............................. 错误！未定义书签。
（1）产生零点电压的原因： (7)（2）减小零点残余电压措施： (8)（3）转换电路 (8)6.传感器的动态特性的原理 (9)（1）数学模型与传递函数 (9)（2）动态响应-----正弦输入时的频率响应 (10)7.实验装置 (11)三实验内容实验应用及实验连线图 (12)（一）差动变压器的性能 (12)（二）差动变压器零点残余电压的补偿 (14)（三）差动变压器的标定 (15)四实验过程中常见问题的探讨 (18)（一）电感式传感器的特点 (18)（二）差动传感器灵敏度的影响因素 (18)（三）温度稳定性的讨论 (18)（四）抗干扰稳定性的讨论 (18)五小结 (19)致谢 (19)参考文献: (19)差动变压器式传感器的实验研究摘要------本文先介绍差动传感器的基本原理和其工作特性，然后由实验数据得出的结论介绍其一些简单的应用。
在实验中，发现和解决了不少的问题，提高了对传感器的认识。
关键词------差动传感器零点残余电压标定Abstract-----This article introduces the basic differential transformer sensor working principle and working characteristics firstly, and then introduces its brief applications by analyzing some data of the experiments. We have solved some problems we met in the process ,which improves our knowledge about differential transformer sensor.Keywords------Differential transformer sensor, , residual voltage at zero Calibration一引言如今传感器的应用十分广泛，从个人可穿戴设备到国防军工都有它的重要作用。
差动变压器式传感器知识讲解
2020/6/18
15
变化时
当铁芯向一边移动时，则一个线圈的阻
抗增加 ， Z1Z0Z
Z2Z0Z
U •o(Z 0 2 Z 0 Z1 2)U •22 Z Z 0U •2
2020/6/18
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变化后的电压
当传感器线圈为高Q值时，则线圈的电阻远小
于其感抗
当活动铁芯向另一边（反方向）移动时
变压器式交流电桥电路图
2020/6/18
14
分析
设O点为电位参考点，根据电路的基本 分析方法，可得到电桥输出电压为
U •oU •A BV • A V • B(Z 1Z 1 Z 21 2)U •2
当传感器的活动铁芯处于初始平衡位置 时，两线圈的电感相等，阻抗也相等， 即，其中表示活动铁芯处于初始平衡位 置时每一个线圈的阻抗。
2020/6/18
43
差动变压器式传感器的应用
差动变压器式电感测微仪
2020/6/18
44
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。
一般经相敏检波和差动整流后的输出信号还必须经过 低通滤波器，把调制的高频信号衰减掉，只允许衔铁 运动产生的有用信号通过。
差动变压式传感器与其应用26页PPT
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
差动变压式传感器与其应用
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
差动变压器式位移传感器
2. 产品合格证
一份
3. 产品说明书
一份
传感器出厂时配备专用电缆线 2m，用户有特殊要求时，在订货合同上注明，
增加电缆长度部分费用另计。
- 10 -
PDF created with pdfFactory Pro trial version
表中由分数表示的技术指标的数值是按传感器理论输出信号量程的百分数计, 理论输出信号量程对双向测量传感器为理论输出上、下限值之和。
标准中规定在测 AC/AC LVDT 时供电电源为 3V、3KC、DC/ DC LVDT 时供 电电源为 DC 10V，负载电阻均为 20KΩ。
2. 参数测量时，采用交（直）流数字电压表直接测量输出电压，由位移发生器 （测长设备）控制铁芯的移动即可完成，但为了保证测量精度，测试中使用的设备 其基本误差的绝对值不大于被测传感器基本误差的 1/4。
b. 传感器的铁芯与壳体不能分开，而铁芯导杆的往复活动均在导向孔内运
动，如 QSY-21、QSY-71 等产品。
c. 在导向式的基础上增加复位弹簧，即为导向回弹式，如 QSY-31 和 QSY-81 等产品，但复位弹簧的产品仅在 100mm 以下量中程的产品才有，如图 6。
1. 铁芯可分离式
壳体
线圈
V
B’
B
A’
O
S
A
图5
-6-
PDF created with pdfFactory Pro trial version
4. 我公司生产的差动变压器式位移传感器按结构上的分类一般有三种：
a. 传感器的铁芯与壳体可分开的——铁芯可分离式，如 QSY-11 型 或
QSY-61 型。
直流位移传感器的满量程输出（在 DC10V 供电时），量程 10mm 以下的应＞0.5V， 量程 10mm 以上的应＞2V。因此，与 LVDT 配套使用的二次仪表相应的是比较简单， 抗干扰能力较强。
差动变压器式传感器课程设计报告21页PPT
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
ห้องสมุดไป่ตู้
差动变压器式传感器课程设计报告
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
差动变压器应用课件
2024/7/22
22
第23页/共28页
七、电感传感器在粗糙度测量中的应 用
粗糙度仪外形 ——手持式粗糙度仪
金刚石测头
2024/7/22
பைடு நூலகம்
23
第24页/共28页
手持式粗糙度仪
•触针: 金刚石圆锥； •针尖圆弧半径：5μm； •可存储500个粗糙度参数值及4组轮廓数据； •可进行粗糙度参数的打印； •可对外圆、内孔、轴肩、圆锥面等各种复 杂表面进行测试；
2—测端（靠模轮） 3—电感测微器 4—铣刀龙门框
架 5—立柱 6—伺服电动机 7—铣刀 8—毛坯
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2024/7/22
13
第14页/共28页
仿形铣床外形
主轴
仿形机床采用 闭环工作方式 仿形头
2024/7/22
14
第15页/共28页
仿形车床原理
2024/7/22
15
第16页/共28页
五、电感式不圆度计原理
汽缸
直径测微装置
控制键盘
长度测微装置
滑道
2024/7/22
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第11页/共28页
机械及气动元件
电感测微器
汽缸
气水分离器 （供气三联件）
气压表 （0.4MPa左右）
2024/7/22
第12页/共28页
导气管
储气罐
11
四、电感传感器在仿形机床中的应用
2024/7/22
第13页/共28页
1— 标 准 靠 模 样 板
圆柱滚子
7
第8页/共28页
电感式滚柱直径分选装置（外形）
（参考中原量仪股份有限公司资料）
滑道
轴承滚子外形
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。
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Ma
r1a
r2a
＋
E 2 a
＋
L1a
L2a
U2
RL
U i
Mb
r2b
－
E 2b
L1b
L2b
－
r1b
差动变隙式变压器的等效电路
分析：当衔铁处于初始平衡位置时，因δa=δb=δ0， 则U2=0。 如果被测体带动衔铁移动，例如向上移动Δδ（假设向上移动
为正）时，
则有δa=δ0-Δδ， δb=δ0+Δδ，代入上式可得
3.2 差动变压器
1.2.1 变隙式差动变压器
在实际应用中当被测体有位移时，与被测体相连的衔铁的 位置将发生相应的变化，使δa≠δb，互感Ma≠Mb，两次级 绕组的互感电势e2a≠e2b，输出电压U2=e2a-e2b≠0，即差动变 压器有电压输出， 此电压的大小与极性将反映被测体位 移的大小和方向。
3.2 差动变压器
1.2.2 螺线管式差动变压器
3.2 差动变压器
• 1.2.1 变隙式差动变压器 • 1.2.2 螺线管式差动变压器 • 1.2.3 差动变压器应用
3.2 差动变压器
1.2.2 螺线管式差动变压器
3.21..2工螺作线管原式理差动变压器
1.2.2 螺线管式差动变压器
3.21..2工螺作线管原式理差动变压器
E2a
记作 ΔUo，它 的存在使传感
器的输出特性不经过零点，
Uo E2a E2b 造成实际特性与理论特性不
实际特性曲线
x 完全一致。
差动变压器的输出特性
3.2 差动变压器
1.2.2 螺线管式差动变压器
3.2.2 螺线管式差动变压器
零点残余电压产生的主要原因： ➢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。
变隙式差动变压器灵敏度K
3.2 差动变压器
K U2 W2 U1
W1 0
1.2.1 变隙式差动变压器
3.2.1
变隙式差动变压器
U2
W2 W1
U1
0
K U2 W2 U1
W1 0
提高灵敏度的方法: ① 适当提高电源的幅值可以提高灵敏度K值 ②增加W2/W1的比值 ③减小δ0都能使灵敏度K值提高。
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, 其等效电路。
r1
r2a
＋ I1 L1a
＋ E2a L2a
＋
U o
RL
U
－
r2b
－
＋ E2b
L2b
－
－
3.2 差动变压器
3.2.2 螺线管式差动变压器
1.工作原理
r1
r2a
＋ I1 L1a
＋ E2a L2a
＋
U o
RL
U
差动变压式传感器及其应用演示文稿
1.1 差动变压式传感器分类
按结构来分可以分为：
➢ 变隙式差动变压器
➢螺线管式差动变压器
次级线圈1 初级线圈 次级线圈2
衔铁 壳体 骨架
螺线管式差动变压器结构
1.2.1 变隙式差动变压器
1. 工作原理
由衔铁、初级线圈、次级线圈、 线圈框架组成。 W1a及W1b为初级绕组， W2a及W2b为次级绕组， C为衔铁。
3.2 差动变压器
1.2.1 变隙式差动变压器
2. 输出特性
在忽略铁耗（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
Ma
r1a
r2a
抗足够大）的条件下等效电 ＋
E 2 a
＋
路。
L1a
L2a
U2
RL
r1a与L1a , r1b与L1b , r2a与L2a , Ui
Mb
r2b
－
E 2b
r2b与L2b，分别为W1a , W1b , －
－
r2b
－
＋ E2b
L2b
－
－
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， 即差动变压器输出电压为零。
U2
W2 W1
U1
0
3.2 差动变压器
1.2.1 变隙式差动变压器
3.2.1 变隙式差动变压器
U2
W2 W1
U1
0
上式表明：变压器输出电压与衔铁位移量Δδ/δ0成正比。 “－”号的意义:当衔铁向上移动时，Δδ/δ0定义为正，变 压器输出电压与输入电压Ui反相（相位差180°）； 当衔铁向下移动时，Δδ/δ0则为-|Δδ/δ0|，表明Uo与Ui同相。
E2b 随着衔铁位移 x变化时，
Uo也必将随x而变化。
螺线管式差动变压器结构
3.2 差动变压器
1.2.2 螺线管式差动变压器
3.2.2 螺线管式差动变压器
W2b
W1
W2a
当衔铁位于中心位置时，差
动变压器输出电压不等于零。
把差动变压器在零位移时的
E2b
理论特性曲线
0
Uo
Δ U o
o
x
输出电压称为零点残余电压，
为反映差值互感，将两个初级 绕组的同名端顺向串联，并施 加交流电压U1 两个次级绕组的同名端反向串 联，同时测量串联后的合成电 势U2。
3.2 差动变压器
1.2.1 变隙式差动变压器
当没有位移时，衔铁C处于初始 平衡位置，它与两个铁芯的间隙 有δa0=δb0=δ0。 则绕组W1a和W2a间的互感Ma与 绕组W1b和W2b的互感Mb相等， 致使两个次级绕组的互感电势相 等，即e2a=e2b。 由于次级绕组反相串联，差动变 压器输出电压： U2=e2a-e2b=0。
L1b r1b
L2b
W2a, W2b绕组的电阻与电感。 差动变隙式变压器的等效电路
3.2 差动变压器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.2.1 变隙式差动变压器
当3.2r1.1a<变<隙ω式L1差a，动r变1b压<<器ωL1b时，如果不 考虑铁芯与衔铁中的磁阻影响，得
变隙式差动变压器输出电压U2的表
达式，
U2
b b
a a
W W12 U1
3.2 差动变压器
1.2.2 螺线管式差动变压器
3.2.2 螺线管式差动变压器
当活动衔铁向上移动时,由于磁
阻的影响，W2a中磁通将大于 次级线圈1
衔铁
W2b，使M1>M2，因而E2a增加，
而E2b减小。
初级线圈
壳体
反之，E2b增加，E2a减小。因
骨架
为 Uo=E2a-E2b ， 所 以 当 E2a 、 次级线圈2
3.2 差动变压器
1.2.1 变隙式差动变压器
U2
W2 W1
U1
0
3.2.1 变隙式差动变压器
变隙式差动变压器输出电压U2与位移Δδ的关系曲线。
U 2
2 1
e2a e2a + e2b
e2b Uo
-
O
零点残余电压：差动变压器可动衔铁处在中间位置时，理想条 件下ΔU0=0；而实际ΔU0为几mV到几十mV。（严格对称）