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差动变压器
差动变压器是把被测的非电量变化转换成线圈互感量的变化。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的,并且次级绕组用差动的形式连接,故称之为差动变压器式传感器。
变隙式
变面积式
螺线管式
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差动变压器结构形式
差动变压器传感器的应用
(a)、(b) 变隙式差动变压器;
(c)、(d) 螺线管式差动变压器;
(e)、(f) 变面积式差动变压器
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差动变压器
变隙式差动变压器
螺线管式差动变压器
差动变压器应用
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变隙式差动变压器(互感)
当一次侧线圈接入激励电压后,二次侧线圈将产生感应电压输出
互感变化时,输出电压将作相应变化
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两个初级绕组的同名端顺向串联,
而两个次级绕组的同名端则反向串联。
在A、B两个铁芯上绕有W1a=W1b=W1的两个初级绕组和W2a=W2b=W2两个次级绕组。
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为δa0 =δb0=δ0,
则绕组W1a和W1b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,即两个次级绕组的互感电势相等,
即e2a=e2b。由于次级绕组反向串联,因此,差动变压器输出电压
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
电压的大小反映了被测位移的大小,通过用相敏检波等电路处理,
使最终输出电压的极性能反映位移的方向。
1. 工作原理
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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, a的等效电路可用左图表示。图中r1a与
L1a,r1b与Llb,、r2a与L2a,r2b与L2b,分别为W1a、W1b、W2a、W2b绕阻的直流电阻与电感。
根据电磁感应定律和磁路的欧姆定律
在忽略r1a,r1b时
如果被测体带动衔铁移动当衔铁上移或下移时, δa ≠δb ;
如上移时δa =δ0-△δ
δb =δ0-△δ,
变隙式差动变压器输出特性
1 理想特性;2 实际特性
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当衔铁在中间位置时δa =δb =δ0 ,则U0=0
结论:
(1)供电电源首先要稳定,电源幅值的适当提高可以提高灵敏度K值;
(2)增加W2/W1的比值和减少δ0都能使灵敏度K值提高;
(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格对称前提下得到的,而实际上很难做到这一点;
(5)上述推导是在变压器副边开路的情况下得到的。
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