差动变压器-位移(第五章).ppt

差动变压器式传感器是把被测位移量转换为一次差动变压器式传感器是把被测位移量转换为一次线圈与二次线圈间的互感量线圈与二次线圈间的互感量M的变化的装置当一次的变化的装置当一次线圈接入激励电源之后，二次线圈就将产生感应电动线圈接入激励电源之后，二次线圈就将产生感应电动势，当两者间的互感量变化时，感应电动势也相应变势，当两者间的互感量变化时，感应电动势也相应变化由于两个二次线圈采用差动接法，化由于两个二次线圈采用差动接法，故称为差动变故称为差动变压器压器目前应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变目前应用最广泛的结构型式是螺线管式差动变压器 框上绕有一组输入线圈（称一次线圈）；在同一框上绕有一组输入线圈（称一次线圈）；在同一线框的上端和下端再绕制两组完全对称的线圈（称二线框的上端和下端再绕制两组完全对称的线圈（称二次线圈），它们反向串联，组成差动输出形式理想次线圈），它们反向串联，组成差动输出形式理想差动变压器的原理如图图中标有黑点的一端称为同差动变压器的原理如图图中标有黑点的一端称为同名端，通俗说法是指线圈的名端，通俗说法是指线圈的“头头” 二、相关知识二、相关知识2024/9/111差动变压器式传感器的等效电路差动变压器式传感器的等效电路 结构特点：结构特点： 两个二次线圈反两个二次线圈反向串联，组成差向串联，组成差动输出形式。

动输出形式 请将二次请将二次线圈线圈N21、、N22的的有关端点正确地有关端点正确地连接起来，并指连接起来，并指出哪两个为输出出哪两个为输出端点2024/9/112活动衔铁活动衔铁导磁外壳导磁外壳骨架骨架次级绕组次级绕组初级绕组初级绕组次级绕组次级绕组图图-3 -3 螺线管差变压器结构图螺线管差变压器结构图一、结构及原理（螺旋管式）一、结构及原理（螺旋管式）2024/9/1132024/9/1142024/9/115（（1）当活动衔铁处于活动位置，）当活动衔铁处于活动位置， M1=M2=M 则则U2=02024/9/116(2)当活动衔铁向上移动当活动衔铁向上移动2024/9/117(3)当活动衔铁向下移动时当活动衔铁向下移动时2024/9/118（二）差动变压器传感器的特性（二）差动变压器传感器的特性 灵敏度与线性度灵敏度与线性度 差动变压器的灵敏度一般可达差动变压器的灵敏度一般可达0.5~5V/mm，行程，行程越小，灵敏度越高越小，灵敏度越高 为了提高灵敏度，励磁电压在为了提高灵敏度，励磁电压在10V左右为宜。

电左右为宜电源频率以源频率以1~10kHz为好 差动变压器线性范围约为线圈骨架长度的差动变压器线性范围约为线圈骨架长度的1/10左左右右 2024/9/119三、相关技能三、相关技能1.测量电路测量电路2024/9/11102.专用测量芯片集电路专用测量芯片集电路 AD598是一种完整的单片式线位移差动变压器是一种完整的单片式线位移差动变压器(LVDT)信号调节系统信号调节系统AD598与与LVDT配合，能够将配合，能够将LVDT的机械位置转换成单极性或双极性输出的高精的机械位置转换成单极性或双极性输出的高精度直流电压度直流电压AD598将所有的电路功能都集中在一块将所有的电路功能都集中在一块芯片上，只要增加几个外接无源元件，就能确定激磁芯片上，只要增加几个外接无源元件，就能确定激磁频率和输出电压的幅值频率和输出电压的幅值在芯片内部，在芯片内部，AD598将将LVDT处理的次级输出信号按比例地转换成直流信号处理的次级输出信号按比例地转换成直流信号AD598还可以用于旋转差动变压器还可以用于旋转差动变压器(RVDT)AD598内内部有一个用来产生部有一个用来产生LVDT初级激磁信号的低失真正弦初级激磁信号的低失真正弦波振荡器及其输出入大器和接收波振荡器及其输出入大器和接收LVDT次级输出的二次级输出的二个正弦信号的输入级、除法器、滤波器及其输出入大个正弦信号的输入级、除法器、滤波器及其输出入大器。

在器在AD598的除法器中，将来自的除法器中，将来自LVDT次级的这二次级的这二个信号差除以这二个信号和个信号差除以这二个信号和 2024/9/1111图3-15 AD598的内部功能结构简图2024/9/1112（三）常见商用差动变压器传感器（三）常见商用差动变压器传感器线性可变（线性可变（LVDT）差动变压器位移）差动变压器位移传感器广泛用作测量和控制传感器，传感器广泛用作测量和控制传感器，被用在可以直接测量到几微英寸至几被用在可以直接测量到几微英寸至几英尺的位移的地方，或是在强度或压英尺的位移的地方，或是在强度或压力等物理量可以转换为线性位移的地力等物理量可以转换为线性位移的地方由于能够在恶劣的环境中进行极方由于能够在恶劣的环境中进行极其精确及反复的测量其精确及反复的测量2024/9/1113补充：差动变压器式传感器的应用补充：差动变压器式传感器的应用 1．测量振动和加速度．测量振动和加速度 2024/9/1114补充：差动变压器式传感器的应用补充：差动变压器式传感器的应用 2．测量大型构件的应力和位移．测量大型构件的应力和位移 差动变压器式传感器测量应力和位移原理图差动变压器式传感器测量应力和位移原理图 2024/9/11152024/9/1116。