差动变压器位移测量电路仿真设计

基于 Simulink的差动变压器式角位移传感器（ RVDT）建模与仿真摘要为建立基于Simulink的差动变压器式角位移传感器的模型，并验证模型的正确性，本文对飞机上应用的差动变压器式角位移传感器的原理进行了深入分析，通过试验的方法得到了RVDT传感器的动态演化曲线，通过试验测试，获得了RVDT传感器的相关参数，利用所建模型进行了动态特性仿真和拟配分析。

结果表明：建立的Simulink模型与试验结果参数拟合，可体现RVDT传感器的静态特性和动态特性。

本文基于Simulink的差动变压器式角位移传感器（RVDT）建模方法，对于后续对RVDT传感器特性研究具有典型意义。

关键词传感器；RVDT；和值监控；建模中图法分类号 TP212.1；文献标志码 AModeling and Simulation of Differential Transformer Angular Displacement Sensor (RVDT) Based on SimulinkCAO Ruo-han1, DONG Zhen-yu2, LI Chao-chao 3,CHEN Yun-qiu 4（XiFei Design Department, AVIC Xi’an Aircraft Industr y (Group) Company Ltd. , Xi’an 710089,China）[Abstract] In order to establish the model of differential transformer angular displacement sensor based on Simulink and verify the correctness of the model, this paper analyzes the principle of differential transformer angular displacement sensor applied in aircraft, obtained the dynamic evolution curve of RVDT sensor through the test method, and obtains the relevant parameters of RVDT sensor through the test The dynamic characteristic simulation and matchinganalysis are carried out. The simulation results show that the static characteristics of the sensor can be fitted with the static characteristics of the sensor. In this paper, the modeling method of differential transformer angular displacement sensor (RVDT) based on Simulink is of typical significance for the subsequent research on the characteristics of RVDT sensor.[Key words] sensor; RVDT; sum value monitoring; modeling如果说飞机是人的躯体，那飞机上的各种传感器便是眼睛、耳朵和鼻子。

差动变速器式位移传感器的结构优化及其数字接口电路设计1 引言在机械系统中，往往需要对各种机械量进行测量，由于许多机械量能够变换成位移，故选用适当的位移传感器就能测量出许多机械量。

差动变压器将机械位移转换成与它成比例的电压或电流信号，是一种非常便利的位移检测器。

差动变压器的结构形式较多，但其工作原理却基本一样，都是将被测量的变化转换成变压器的互感变化，变压器初级线圈输入交流电压，次级线圈则感应出电动势。

通过结构优化，差动变压器可以测量0.01μm～500mm的机械位移，并具有测量精度高、灵敏度高、结构简单、性能可靠等优点。

2 差动变压器的基本结构以螺管形差动变压器为例，介绍差动变压器的基本工作原理。

螺管形差动变压器的结构如图1所示。

它由初级线圈p，两个次级线圈S1、S2和插入线圈中央的圆柱形铁芯b组成，其结构形式又有三段式和两段式之分。

图1 螺管形差动变压器结构原理(a)三段式(b)二段式(c)电量原理图差动变压器的线圈连接如图1c所示。

次级线圈S1和S2反极性连接。

当初级线圈p加上某一频率的正弦交流电压Ui后，次级线圈产生感应电压为U1和U2，它们的大小与铁芯在线圈内的位置有关。

U1和U2反极性连接便得到输出电压U0。

当铁芯位于线圈中心位置时，U1＝U2，U0＝0；当铁芯向上移动时(见图1c)，U1＞U2，U0＞0，则M1大，M2小(M1、M2为互感系数)；当铁芯向下移动时(见图1c)，U1＜U2，U0＜0，则M1小，M2大。

铁芯偏离中心位置时，输出电压U0随着铁心偏离中心位置的大小，U1或U2逐渐增大，移动方向不同，相位相差180°，如图2所示。

因此，测量出输出电压的大小和相位就能知道铁芯移动的距离和方向。

图2 差动变压器输出电压的特性曲线3 传感器的结构优化和工作原理受结构的限制，三段式差动变压器只能用于测量小位移(10～20mm)，对两段式差动变压器的结构稍作变动，就可以满足测量较大位移的需求，其结构如图3所示。

沈阳航空航天大学课程设计（论文）基于差动变压器的虚拟位移计设计班级 84070102 学号 2008040701053 学生姓名雷海涛指导教师胡立夫沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称虚拟仪器课程设计院（系）自动化学院专业测控技术与仪器班级84070102 学号2008040701053 姓名雷海涛课程设计题目基于差动变压器的虚拟位移计设计课程设计时间: 2011年3月7日至2011 年3 月18日课程设计的内容及要求：1. 内容利用差动变压器和Labview设计一个虚拟位移计。

显示位移为X.X mm，范围为 -2—2mm，拟合出位移与电压的关系曲线。

可设定阈值，并具有超值报警功能。

2. 要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图。

利用CSY系列传感器系统实验仪进行硬件电路设计及调试。

用LabVIEW进行软件程序设计与调试，要求虚拟仪器前面板的设计美观大方、操作方便，后面板的设计简洁、布线合理、功能完善。

指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日目录0. 前言 (1)1. 总体方案设计 (1)2. 硬件设计 (2)2.1差动变压器电路 (2)2.2PCI-NI6024E数据采集卡 (2)3. 软件设计 (3)3.1数据采集部分 (4)3.2曲线拟合部分 (6)3.3数据处理部分 (7)3.4阈值比较部分 (8)4. 调试分析 (8)5. 结论及进一步设想 (9)参考文献 (9)课设体会 (11)附录1 元件清单 (12)附录2 软件原理图 (13)附录3硬件原理图 (14)基于差动变压器的虚拟位移计设计雷海涛沈阳航空航天大学自动化学院摘要：本次课设设计了一个基于差动变压器的虚拟位移计，主要是利用差动变压器将被测位移转化成铁芯与螺线管之间面积的变化导致电压的变化，将实验得到的数据写入曲线拟合程序得到拟合曲线及其一般方程式y=a*x+b的系数a、b，同时由PCI-NI6024E数据采集卡将采集到的电压数据与系数a、b进行数据处理得到位移值，并判断是否超出预设范围，超出则报警，优点是设计原理简单，数据采集率高，测量精确。

差动变压器式位移测量系统设计、制作及其精度分析设计哈尔滨理工大学学年设计题目：差动变压器式位移测量系统设计制作及其精度分析班级：测控10-5目录第1章绪论 (2)1.1 课程设计目的意义 (2)1.2 课程设计任务 (2)1.3 课程设计时间安排 (2)第2章总体方案设计 (3)2.1 工作原理 (3)2.2 系统组成 (7)第3章硬件电路设计 (8)3.1 传感器设计 (8)3.2 转换电路设计 (9)3.3 振荡电路设计 (12)3.4 仿真实验13第4章系统标定、测试与精度分析 (17)4.1传感器参数设计 (17)4.2实验数据 (18)4.3数据处理 (18)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)心得体会 (22)- I -绪论课程设计目的意义这门课程是在测控技术专业学生学习了误差理论、测控电路和传感技术课程之后开设的综合性的实践课程，通过本课程的训练，除了使学生掌握误差理论、传感技术和测控电路的基本理论，主要致力于培养学生综合运用误差理论、测控电路和传感技术相关理论知识，合理地选择、使用、设计、制作、调试传感器以及变送电路的能力，尤其是培养学生建立测量误差存在于测量全过程的概念，掌握测试结果数据处理方法、误差分析方法以及精度评定方法。

采用异步教学方法组织实践教学，培养学生自主学习能力、动手能力与创新能力。

课程设计任务1、设计传感器根据传感器的工作原理，设计差动变压器式电感传感器。

包括传感器参数设计和架构设计。

2、测绘传感器- II -对给定的差动变压器式电感传感器进行结构尺寸测绘，包括初级线圈，次级线圈，铁芯，线圈骨架，外壳等部分。

3、画出传感器的结构图。

4、采用分立元件设计差动变压器式电感传感器的转换及调理电路，给出各元器件参数，并画出电路的原理图。

5、设计并加工制作PCB板。

焊接电路板，并完成电路板的调试，输出要求的直流信号。

6、对所设计的位移测量系统进行标定。

对该系统给定标准位移输入信号，测出系统输出信号，并对所获得数据进行数据处理，建立回归方程，进行方差分析及显著性检验，给出回归精度估计。

实验三-差动变压器的性能实验1：差动变压器位移测量实验一、实验目的了解差动变压器的工作原理和特性二、实验原理差动变压器由一个初级线圈和二个次线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。

当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移，从而使初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接（同名端连接），就引出差动电势输出。

其输出电势反映出被测体的移动量。

三、实验器械主机箱、差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器。

四、实验电路以及接线图五、实验数据及处理X为差动变压器衔铁在线圈中移动的距离，X>0为衔铁正向移动，X<0为衔铁反向移动V p-p为次级输出电压，初级输入电压为Vi=3V,f=4.5kHz的正弦波。

由数据和图像可得零点残余电压为80mV。

实验数据如下：数据拟合如下：左侧红线为衔铁反向移动，右侧蓝线为衔铁正向移动。

横轴为衔铁的位移量，单位为mm。

纵轴为次级线圈输出电压值，单位为mV。

正向移动拟合直线方程为y=457.03x+45.143反向移动拟合直线方程为y=-460x+47灵敏度和非线性误差分析：X=+1mm时，灵敏度为500.00(V/m)，非线性误差为0.125%X=-1mm时，灵敏度为500.00(V/m)，非线性误差为0.933%X=+3mm时，灵敏度为466.66(V/m)，非线性误差为0.402%X=-3mm时，灵敏度为473.33(V/m)，非线性误差为0.402%六、思考题差动式变压器和一般电源变压器的异同？相同点：两种变压器均采用电磁感应原理作为工作原理，变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。

它可以变换交流电压、电流和阻抗。

不同点：差动变压器是将非电量的位移变化变换成线圈的互感变化，它本身是一种互感式变压器。

实验6 差动变压器测量位移一．实验目的1．本实验说明差动变压器的工作原理。

2．实验说明如何选适当的线路对残余电压进行补偿。

3．本实验说明差动变压器测量系统的组成的标定方法。

二．实验内容1．差动变压器的性能2．零点残余电压补偿3．差动变压器的标定三．基本原理1．差动变压器是由一次线圈和二次级线圈及一个铁芯组成，本试验采用三节式结构。

当一次线圈接入激励电压后，二次线圈将产生感应电动势，这种互感变化称之为差动电压器。

2．这种传感器的二次线圈有两个，一个感应电势增加，另一个感应电势则减少，将两只次级反向串接(同名端连接)，这种接线方式就称之为差动电压器3．由于差动变压器二次线圈的等效参数不对称，一次线圈的纵向排列的不均匀性，二次的不均匀、不一致，铁芯特性的非线性等，因此在铁芯处于差动线圈中间位置时其输出电压并不为零。

称为零点残余电压.四．实验所需部件音频振荡器、双线示波器、万用表、测微头、电桥、差动放大器、差动变压器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表。

图一五．实验步骤1．差动变压器的性能（1）按图一接线，示波器第一通道灵敏度500mV/cm，第二通道灵敏度10mV/cm。

（2）调整主机箱中的端子输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为4KH Z（可用主机箱的频率表输入Fin来监测），调节输出幅度旋钮，使输入到初级线圈的电压Vp-p为2V （可用示波器监测）。

（3）旋动测微头，带动铁氧体磁芯在差动线圈中上下运动时，观察示波器中显示的初级线圈波形，次级线圈波形，当次级波形输出变化很大基本能过零点，而且相位与初级线圈波形（L V 音频信号Vp-p=2V 波形）比较，同相或反向变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接线直到正确为止。

（4）注意线圈初、次级的相应关系：当铁芯从上至下运动时，相位由反相变为同相。

（5）仔细调节测微头，使示波器第二通道的的波形峰—峰值Vp-p 最小，输出电压为差动变压器的零点残余电压，这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，则另一方向位移为负，从Vp-p 最小开始旋动测微头，每隔2mm 从示波器上读出输出电压的Uop-p 值，填入下表。

实验十四差动变压器测位移实验一、实验目的：了解差动变压器测位移时的应用方法二、基本原理：差动变压器的工作原理参阅实验十一（差动变压器性能实验）。

差动变压器在应用时要想法消除零点残余电动势和死区，选用合适的测量电路，如采用相敏检波电路，既可判别衔铁移动（位移）方向又可改善输出特性，消除测量范围内的死区。

图14—1是差动变压器测位移原理框图。

图14—1差动变压器测位移原理框图三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、音频振荡器、电压表；差动变压器、差动变压器实验模板、移相器/相敏检波器/低通滤波器实验模板；测微头、双踪示波器。

四、实验步骤：1、相敏检波器电路调试：将主机箱的音频振荡器的幅度调到最小（幅度旋钮逆时针轻轻转到底），将±2V～±10V可调电源调节到±2V档，再按图14—2示意接线，检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节音频振荡器频率f=5kHz，峰峰值Vp-p=5V（用示波器测量。

提示：正确选择双踪示波器的“触发”方式及其它设置，触发源选择内触发CH1、水平扫描速度TIME/DIV 在0.1mS～10µS范围内选择、触发方式选择AUTO ；垂直显示方式为双踪显示DUAL、垂直输入耦合方式选择直流耦合DC、灵敏度VOLTS/DIV在1V～5V范围内选择。

当CH1、CH2输入对地短接时移动光迹线居中后再去测量波形。

）。

调节相敏检波器的电位器钮使示波器显示幅值相等、相位相反的两个波形。

到此，相敏检波器电路已调试完毕，以后不要触碰这个电位器钮。

关闭电源。

图14—2相敏检波器电路调试接线示意图1、调节测微头的微分筒，使微分筒的0刻度值与轴套上的10mm刻度值对准。

按图14—3示意图安装、接线。

将音频振荡器幅度调节到最小（幅度旋钮逆时针轻转到底）；电压表的量程切换开关切到20V档。

实验十四差动变压器测位移实验一、实验目的：了解差动变压器测位移时的应用方法二、基本原理：差动变压器的工作原理参阅实验十一（差动变压器性能实验）。

差动变压器在应用时要想法消除零点残余电动势和死区，选用合适的测量电路，如采用相敏检波电路，既可判别衔铁移动（位移）方向又可改善输出特性，消除测量范围内的死区。

图14—1是差动变压器测位移原理框图。

图14—1差动变压器测位移原理框图三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、音频振荡器、电压表；差动变压器、差动变压器实验模板、移相器/相敏检波器/低通滤波器实验模板；测微头、双踪示波器。

四、实验步骤：1、相敏检波器电路调试：将主机箱的音频振荡器的幅度调到最小（幅度旋钮逆时针轻轻转到底），将±2V～±10V可调电源调节到±2V档，再按图14—2示意接线，检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节音频振荡器频率f=5kHz，峰峰值Vp-p=5V（用示波器测量。

提示：正确选择双踪示波器的“触发”方式及其它设置，触发源选择内触发CH1、水平扫描速度TIME/DIV 在0.1mS～10µS范围内选择、触发方式选择AUTO ；垂直显示方式为双踪显示DUAL、垂直输入耦合方式选择直流耦合DC、灵敏度VOLTS/DIV在1V～5V范围内选择。

当CH1、CH2输入对地短接时移动光迹线居中后再去测量波形。

）。

调节相敏检波器的电位器钮使示波器显示幅值相等、相位相反的两个波形。

到此，相敏检波器电路已调试完毕，以后不要触碰这个电位器钮。

关闭电源。

图14—2相敏检波器电路调试接线示意图1、调节测微头的微分筒，使微分筒的0刻度值与轴套上的10mm刻度值对准。

按图14—3示意图安装、接线。

将音频振荡器幅度调节到最小（幅度旋钮逆时针轻转到底）；电压表的量程切换开关切到20V档。

差动变压器测位移实验报告本次实验旨在使用差动变压器来测量物体的位移，并掌握差动变压器的基本原理以及使用方法。

一、实验原理及仪器1.差动变压器原理差动变压器是由两个相同的线圈组成的变压器，其中一个线圈称为主线圈，另一个则称为反馈线圈。

两个线圈都绕在同一铁芯上，因此它们的磁通量是相等的。

当主线圈中有电流流过时，它所产生的磁通量会通过铁芯传递到反馈线圈中，从而在反馈线圈中产生电动势。

这种电动势与主线圈中的电流成正比，并且反馈线圈中的电流与主线圈中的电流方向相反。

因此，通过差动变压器可以测量两个线圈中电流的差值，从而得到主线圈中电流的精确值。

2.差动变压器测位移原理差动变压器通常被用来测量物体的位移。

在测量位移时，将主线圈绕在测量物体的移动部分上，将反馈线圈连接到一个恒定电源上。

当物体移动时，主线圈中的电流会发生变化，从而引起反馈线圈中的电动势发生变化。

这种变化的大小与移动物体的位移成正比，因此可以通过测量反馈线圈中电流的变化来计算物体的位移。

3.实验仪器本次实验使用的是差动变压器测位移实验仪。

该实验仪包括一个差动变压器、一个位移电位器、一个数字电压表以及一个移动平台。

差动变压器和位移电位器的电路连接如图所示：二、实验步骤1.将差动变压器的输入端连接到位移电位器的中心端，将输出端连接到数字电压表上，如图所示。

2.将位移电位器的两端分别连接到恒定电源和接地端。

3.将移动平台安装到位移电位器上，并将差动变压器的主线圈绕在平台上的移动部分上。

4.调整差动变压器的灵敏度，使其适合实验要求。

5.移动平台，记录每个位置下数字电压表测得的电压值，并计算物体的位移。

6.利用Excel将测得的数据进行处理和绘制图表。

三、实验结果在实验过程中，我们测得了不同位移下的电压值，计算出了位移与电压值之间的关系，绘制了图表。

根据实验结果可得出结论：在一定范围内，物体的位移与差动变压器的输出电压成线性关系。

四、实验总结通过本次实验，我们对差动变压器的原理和使用方法有了更深入的了解。

课程名：机电一体化学号：02307225 姓名：顾小温差动变压器位移测量电路仿真设计一、引言差动变压式传感器是将测量信号的变化转化成线性互感系数变化的传感器，其工作原理是利用电磁感应，将被测位移量的变化转换成变压器线圈的互感系数的变化，再由测量电路转换成电压或电流的变化量输出，实现由非电量到电量的转换。

变压器初级线圈输入交流电压，次级线圈则感应出电动势。

这种传感器结构简单，线性好，灵敏度高，测量范围大，受外界干扰影响小，使用寿命长，因而被广泛应用于工业生产各个领域。

本测量系统电路部分由音频振荡器、零点残余电压补偿、相敏检波、低通滤波、数字显示等组成，与差动变压式传感器及测微头一起构成了一个位移测量系统.二、总体方案2.1测量电路的工作原理正弦波震荡器通过稳压电源的供电产生幅值与频率都稳定的正弦信号U1。

将此信号接入差动变压器的初级绕组上，以此作为激励。

此时次级绕组上产生感应电动势U2。

铁心与测微头连在一起，侧微头移动，则铁心移动，以此引起互感系数变化，此时输出电压U2随之变化。

这时输出电压U2只能反映位移的大小并不能反映出位移的方向。

当经过相敏检波器检波后得到的电压U3，U3包含位移的完整变换规律，在经过低通滤波电路得到U0，这个电压即可以反映位移的大小也可以反映位移的方向。

2.2差动变压器正弦波震荡器通过稳压电源的供电产生幅值与频率都稳定的正弦信号U1。

将此信号接入差动变压器的初级绕组上，以此作为激励。

此时次级绕组上产生感应电动势U2。

铁心与测微头连在一起，侧微头移动，则铁心移动，以此引起互感系数变化，此时输出电压U2随之变化U2= KU1X其中K为与差动变压器有关的比例系数，X为位移变化。

2.3零点残余电压的补偿衔铁在差动变压器的几何中心位置时，如次级的 2个线圈的参数和磁路尺寸相等，则初级线圈和次级线圈互感相等。

此时，差动变压器的输出电压为零。

但实际制作时，次级2个线圈的电气参数和几何尺寸存在一定的差异，所以，当衔铁处于中问位置时，定有不平衡输出，即存在零点残余电压。

制冷机用差动变压器式位移传感器仿真与设计康建飞;杨宝玉;李战兵【摘要】为了设计出制冷机最适用的位移传感器,构建了现用传感器的有限元模型,并对输出特性作了仿真分析及实验验证,进一步利用该模型指导了二段式结构的设计及优化.利用该有限元模型设计的样品的实验结果与仿真结果基本吻合,该模型对差动变压器式位移传感器的分析计算有效可行.【期刊名称】《低温工程》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P50-53)【关键词】制冷机;差动变压器;位移传感器;仿真设计【作者】康建飞;杨宝玉;李战兵【作者单位】中国科学院上海技术物理研究所上海200083;中国科学院大学北京100049;中国科学院上海技术物理研究所上海200083;中国科学院上海技术物理研究所上海200083;中国科学院大学北京100049【正文语种】中文【中图分类】TB663差动变压器式(Linear Variable Differential Transformer，LVDT)位移传感器是一种基于电磁感应原理工作的位移测量装置，能够将机械位移信号转换为电信号，从而实现位移的测量。

LVDT位移传感器一般由初级线圈、两个次级线圈、骨架、铁芯等组成，具有寿命长、无摩擦测量、无限的分辨率、环境适应性好等特点，因此在机械制造、伺服控制领域广泛使用[1]。

压缩机输入冷头的PV功通常采用LVDT位移传感器来测量[2]，LVDT位移传感器在制冷机当中一般安装于压缩机或膨胀机的两端，如图1所示，铁芯通过连杆与活塞相连，给定初级线圈正弦激励电压，活塞带动铁芯移动，次级线圈产生感应电压由信号调节电路处理信号，最终得到活塞位移。

关于LVDT位移传感器设计，在以往主要利用磁路分析法和实验研究的方法，耗时长、成本高，要设计出适用于不同制冷机的LVDT位移传感器对设计者的设计经验有很高的要求。

随着计算机技术的发展，近年来基于有限元分析的CAE技术得到广泛的应用，并以其耗时短、计算准确的优点应用于LVDT位移传感器的研究与设计当中[3]。

差动变压器的测量电路差动火压器的输出电压是调幅被，为了辨别衔铁的位移方N，需要进行解调。

常用的解调电路有关动相敏检波电路与差功整流电路：采用解调电路还呵以消除零点残余电动势，减小测量误差。

一、差功相敏检波电路的形式较多，图；—8为一全波检波电路。

图中的比较电压与励磁电压的频率相同、们伙同怕或反相，故接人格相器。

此电路要求比较电压的幅值尽uJ能大，一般应为信号电压的3一5倍。

分打i该电路J、V分4种情况：[1)比较电压与励磁电压同祁且为正半周时等效电路如图5—9所示。

省衔铁处于小间化置耐，点等电位，电流等于举。

与衔铁卜移时电位．电流方间如图所示。

当衔铁r移时，电位，电流入向如图所不。

：2)比较电压与励磁电压问相月为负半周时等效电路如图5—1()历不。

七衔铁处于小巾J位置时，认鼠等电位．电流等于零：当衔铁上移时，ul?tJ24 点电位。

电流方向如图所示。

当衔铁下移时，zJl十认十点电位，电流方向如图所水。

(3)比较电压与http://www.cdindustries.hk励磁电压反相旦为正半周时等效电路如图5—11所示。

(1)比较电压勺励磁电比反相且为负半周时等效电路如图5—12所示。

同理分析，可知电流方向如图所示。

同时可知比较电乐与励磁电压反相时，电流方向也发生了受化。

由以上分析结果uj见：太论是正半周还是负半周，只要衔铁上移、电流都是一个方向、衔铁下移，电流都是另一个方向。

电流的方向反映了位移的万向，电流的大小反映了位移的大小。

＝、差动整流电路差动整流电路结构简贴片钽电容单，不需要参考电压，个需考虑相位与零点残余电动势的影响，对感应和分布电容影响不敏感。

图5—13是差动整流的两种典型电路。

图(a)为简单的电压输出型。

为f克服上述电路小二极管的非线性影响以及二极管的正向饱和斥降、反问漏电流的影响，可采均图(b)所示的高精度整流电路。

刘图(a)的分析如下：式小，A—一差动放大器的放大倍数。

对图(L)的分析如F：缺电路bZU想二极管电路、低迥滤波器和加法器组成。

差动变压器的测量与调理电路设计目录摘要 (2)1.引言 (2)2.差动变压器式传感器结构及工作原理 (2)3.差动放大器的设计 (3)3.1设计要求 (3)3.2电路设计方案比较 (3)3.3电路调试结果 (4)4.移相器的设计 (6)4.1 设计要求 (6)4.2电路设计方案比较 (6)4.3电路调试结果 (7)5.相敏检波器的设计 (9)5.1 设计要求 (9)5.2电路设计方案比较 (9)5.3电路调试结果 (10)6.低通滤波器的设计 (11)6.1 设计要求 (11)6.2电路设计方案比较 (11)6.3电路调试结果 (13)7.系统总体PCB图 (14)元器件清单 (14)实习心得 (14)参考文献 (15)摘要本文设计了一个由差动放大器、移相器、相敏检波器和低通滤波器组成的对差动变压器的输出信号进行放大、移相、检波和滤波的信号测量与调理电路。

实现了对差动变压器的输出电压信号从-5V 到+5V 连续线性变化的测量。

关键字：差动变压器，信号测量，信号调理1. 引 言把被测的非电量变化转换为线圈互感量变化的传感器称为互感式传感器。

这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组都用差动形式连接，故称差动变压器式传感器。

可以直接用于位移的测量，还可以测量与位移有关的任何机械量，如振动、加速度、应变、比重、张力和厚度等。

差动变压器式传感器输出的是交流电压，若用交流电压表测量，只能反映衔铁拉移的大小，而不能反映移动方向，同时其测量值中将包含零点残余电压。

故在实际测量时，通常采用差动整流电路和相敏检波电路。

本文用到的差动变压器为绕于有机玻璃上的双层线圈，中间为软磁铁氧体。

线性范围：3mm 。

频率范围1KHz ～10KHz 。

图1-1 参考原理框图2. 差动变压器式传感器结构及工作原理差动变压器式传感器在测量时，能将被测位移量转换成线圈间的互感变化，其典型结构原理如图2-l 所示:1是输入线圈（称一次侧线圈）；2是绕在同一线框上两组结构对称的线圈（称二次侧线圈），它们反向串联组成差动输出形式；3是衔铁，与测量端相连，它的位置变化反映被测位移的变化。