差動變壓器工作原理

2021-03-03 22:50:32 字數 2421 閱讀 8574

目錄簡介

一種廣泛用於電子技術和非電量檢測中的變壓裝置。用於測

差動變壓器

量位移、壓力、振動等非電量參量。它既可用於靜態測量,也可用於動態測量。

差動變壓器的基本組成部分包括乙個線框和乙個鐵心。**框上

差動變壓器

設定乙個原繞組和兩個對稱的副繞組,鐵心放**框**的圓柱形孔中。在原繞組中施加交流電壓時,兩個副繞組中就會產生感應電動勢e1和e2。如果兩個副繞組按反向串聯(圖1),則它的總輸出電壓u2=u21-u22≈e1-e2。

當鐵心處在**位置時,由於對稱關係,e1=e2,輸出電壓u2為零。如果鐵心向右移動,則穿過副繞組 2的磁通將比穿過副繞組1的磁通多,於是感應電動勢e2>e1,差動變壓器輸出電壓u2不等於零,而且輸出電壓的大小與鐵心位移x之間基本成線性關係,其特性如圖2所示,呈v字形。用適當的測量電路測量,可以得到差動變壓器輸出與位移x成比例的線性讀數。

最常用的測量電路是差動整流電路,它把兩個次級電壓分別整流後,以它們的差作為輸出。差動整流電路有電流輸出型和電壓輸出型,前者用於連線低阻抗負載的場合;電壓輸出型差動整流電路則用於連線高阻抗負載的場合。

差動變壓器式位移變送器

由同心分布**圈骨架上一初級線圈p,二個級線圈s1 和s2 組成, 線圈元件內有乙個可自由移動的杆裝磁芯(鐵芯),當鐵芯**圈內移動時,改變了空間的磁場分布,從而改變了初次級線圈之間的互感量m,當初級線圈供給一定頻率的交變電壓時,次級線圈就產生了感應電動勢, 隨著鐵芯的位置不同, 次級產生的感應電動勢也不同, 這樣, 就將鐵芯的位移量變成了電壓訊號輸出。

互感型感測器的工作原理是利用電磁感應中的互感現象,將被測位移量轉換成線圈互感的變化。由於常採用兩個次級線圈組成差動式,故又稱差動變壓器式感測器。

差動變壓器式感測器輸出的電壓是交流量,如用交流電壓表指示,則輸出值只能反應鐵芯位移的大小,而不能反應移動的極性;同時,交流電壓輸出存在一定的零點殘餘電壓,使活動銜鐵位於中間位置時,輸出也不為零。因此,差動變壓器式感測器的後接電路應採用既能反應鐵芯位移極性,又能補償零點殘餘電壓的差動直流輸出電路。當沒有訊號輸入時,鐵芯處於中間位置,調節電阻r,使零點殘餘電壓減小;當有訊號輸入時,鐵芯移上或移下,其輸出電壓經交流放大、相敏檢波、濾波後得到直流輸出。

由表頭指示輸入位移量的大小和方向。

差動變壓器式感測器的優點是:測量精度高,可達0.1μm;線性範圍大,可到±100mm;穩定性好,使用方便。因而被廣泛應用於直線位移,或可能轉換為位移變化的壓力、重量等引數的測量

差動就是利用微小的變化放大成靈敏的訊號,便於檢測。

差動變壓器與一般變壓器的異同:這兩者差距極大,不可以互相替代。差動變壓器一般用於作為檢測元件,而一般變壓器一般作為電源變換部件或者訊號轉換部件。

以e型為例。一般變壓器的2個e型鐵芯(磁芯)是固定在一起的緊耦合,不希望工作中有任何移動,否則會產生雜訊,大功率時甚至可能損壞。

而差動變壓器的2個e型鐵芯(磁芯)則相反。差動變壓器一般分為變面積式和變氣隙式。變面積式差動變壓器的2個e型鐵芯(磁芯)不是固定在一起的,隨工作需要移動或者旋轉。

差動變壓器有2個線圈,乙個是激勵線圈,另乙個是檢測線圈,一般在激勵線圈諸如乙個固定頻率固定幅度的訊號,通過在檢測線圈中的訊號獲取差動變壓器的變化資料,進而可以計算出距離/角度或者速度。

變氣隙式差動變壓器的2個e型鐵芯(磁芯)固定在一起,但是2個e型鐵芯(磁芯)之間間距較大,中間可以通過放置導體體改變氣隙大小。差動變壓器有2個線圈,乙個是激勵線圈,另乙個是檢測線圈,一般在激勵線圈諸如乙個固定頻率固定幅度的訊號,通過在檢測線圈中的訊號獲取差動變壓器中導體的位置變化資料,進而可以計算出距離或者速度。

種類:1、變隙式

2、變面積式

3、螺線管式

分氣隙型和差動變壓器兩種。目前多採用螺管型差動變壓器。

其基本元件有銜鐵、初級線圈、次級線圈和線圈框架等。初級線圈作為差動變壓器激勵用,相當於變壓器的原邊,而次級線圈由結構尺寸和引數相同的兩個線圈反相串接而成,相當於變壓器的副邊。螺管形差動變壓器根據初、次級排列不同有二節式、三節式、四節式和五節式等形式。

三節式的零點電位較小,二節式比三節式靈敏度高、線性範圍大,四節式和五節式改善了感測器線性度。

a) 氣隙型 (b)螺管型

1 初級線圈;2.3次級線圈;4銜鐵

互感型(差動變壓器式)感測器**分析

互感型感測器的工作原理是利用電磁感應中的互感現象,將被測位移量轉換成線圈互感的變化。由於常採用兩個次級線圈組成差動式,故又稱差動變壓器式感測器。

差動變壓器式感測器輸出的電壓是交流量,如用交流電壓表指示,則輸出值只能反應鐵芯位移的大小,而不能反應移動的極性;同時,交流電壓輸出存在一定的零點殘餘電壓,使活動銜鐵位於中間位置時,輸出也不為零。因此,差動變壓器式感測器的後接電路應採用既能反應鐵芯位移極性,又能補償零點殘餘電壓的差動直流輸出電路。

差動變壓器式感測器的優點是:測量精度高,可達0.1μm;線性範圍大,可到±100mm;穩定性好,使用方便。

因而被廣泛應用於直線位移,或可能轉換為位移變化的壓力、重量等引數的測量。

差動變壓器式

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