差動變壓器位移第五章2023/4/281第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

差動變壓器式傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)換為一次線圈與二次線圈間的互感量M的變化的裝置。當(dāng)一次線圈接入激勵電源之后，二次線圈就將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，當(dāng)兩者間的互感量變化時，感應(yīng)電動勢也相應(yīng)變化。由于兩個二次線圈采用差動接法，故稱為差動變壓器。目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)型式是螺線管式差動變壓器。

在線框上繞有一組輸入線圈（稱一次線圈）；在同一線框的上端和下端再繞制兩組完全對稱的線圈（稱二次線圈），它們反向串聯(lián)，組成差動輸出形式。理想差動變壓器的原理如圖。圖中標(biāo)有黑點的一端稱為同名端，通俗說法是指線圈的“頭”。

二、相關(guān)知識2023/4/282第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一差動變壓器式傳感器的等效電路

結(jié)構(gòu)特點：兩個二次線圈反向串聯(lián)，組成差動輸出形式。

請將二次線圈N21、N22的有關(guān)端點正確地連接起來，并指出哪兩個為輸出端點。2023/4/283第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一活動銜鐵導(dǎo)磁外殼骨架次級繞組初級繞組次級繞組圖-3螺線管差變壓器結(jié)構(gòu)圖一、結(jié)構(gòu)及原理（螺旋管式）2023/4/284第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/285第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/286第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一（1）當(dāng)活動銜鐵處于活動位置，

M1=M2=M

則U2=02023/4/287第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一(2)當(dāng)活動銜鐵向上移動2023/4/288第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一(3)當(dāng)活動銜鐵向下移動時2023/4/289第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一（二）差動變壓器傳感器的特性

靈敏度與線性度差動變壓器的靈敏度一般可達(dá)0.5~5V/mm，行程越小，靈敏度越高。為了提高靈敏度，勵磁電壓在10V左右為宜。電源頻率以1~10kHz為好。差動變壓器線性范圍約為線圈骨架長度的1/10左右。2023/4/2810第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一三、相關(guān)技能1.測量電路2023/4/2811第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一2.專用測量芯片集電路

AD598是一種完整的單片式線位移差動變壓器(LVDT)信號調(diào)節(jié)系統(tǒng)。AD598與LVDT配合，能夠?qū)VDT的機械位置轉(zhuǎn)換成單極性或雙極性輸出的高精度直流電壓。AD598將所有的電路功能都集中在一塊芯片上，只要增加幾個外接無源元件，就能確定激磁頻率和輸出電壓的幅值。在芯片內(nèi)部，AD598將LVDT處理的次級輸出信號按比例地轉(zhuǎn)換成直流信號。AD598還可以用于旋轉(zhuǎn)差動變壓器(RVDT)。AD598內(nèi)部有一個用來產(chǎn)生LVDT初級激磁信號的低失真正弦波振蕩器及其輸出入大器和接收LVDT次級輸出的二個正弦信號的輸入級、除法器、濾波器及其輸出入大器。在AD598的除法器中，將來自LVDT次級的這二個信號差除以這二個信號和。2023/4/2812第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一圖3-15AD598的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)簡圖2023/4/2813第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一（三）常見商用差動變壓器傳感器線性可變（LVDT）差動變壓器位移傳感器廣泛用作測量和控制傳感器，被用在可以直接測量到幾微英寸至幾英尺的位移的地方，或是在強度或壓力等物理量可以轉(zhuǎn)換為線性位移的地方。由于能夠在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行極其精確及反復(fù)的測量。2023/4/2814第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一補充：差動變壓器式傳感器的應(yīng)用

1．測量振動和加速度

2023/4/2815第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一補充：差動變壓器式傳感器的應(yīng)用

2．測量大型構(gòu)件的應(yīng)力和位移