第13卷　第1期

2003年2月

长春大学学报Vol113　No11Feb.2003

JOURNALOFCHANGCHUNUNIVERSITY

　　文章编号:1009-3907(2003)01-0016-03

差动变压器位移传感器的误差与精度

程方晓,孙静波,吴瑞芝

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(1.长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春　130022;2.长春工业大学计算机科学学院,吉林长春　130022)

摘　要:深入分析了差动变压器传感器误差的形成,误差的测量方法及精度的标定,给系统已定量的评价。

关键词:差动变压器;传感器;误差中图分类号:TP212113　　　文献标识码:A　　在位移、速度及加速度的测量中,经常使用差动变压器式传感器。其电路图如图1

ωM2;

(Rp+J(1M2) ωJEpΠ Lp).

(1)

铁芯上升或下降时,互感发生对称变化,上升时:

M1=M+ΔM　M2=M-ΔM,

下降时:M1=M-ΔM　M2=M+ΔM.由此可以求出差动输出电压模为:

221Π2

ΔEs=2ω〔Rp+(ωMEpΠLp)〕.

(2)

2　误差

测量系统的误差由方法误差、环境误差、装置

误差、数据处理误差等几部分组成。也可分为固定误差和随机误差两大类。211　固定误差

固定误差指差动变压器结构(加工精度)和材料(磁滞涡流)所造成的误差、其它元器件误差等。这是系统论证时要结合测量的精度要求及经济指标综合考虑的。系统一旦确定下来这些因素一般是不能改变的。212　随机误差21211　激励源幅度波动引起的误差

由式(2)可以看出当Ep、ω、Rp、Lp为常数时,Es正比于ΔM。差动变压器是非闭合磁路,而且铁芯长度远小于线圈长度,所以ΔM正比于铁芯位移,即Es正比于铁芯位移。

当铁芯在某一位置固定,输出电压Es也应是定值。但Ep或ω有变化,虽然铁芯位置没变,输

图1　位移传感器与AD698线路图

1　工作原理

静态时铁芯在中间位置,副边输出电压Es1=

Es2而其相位相反,即Es1-Es2=0,所以输出为零。当有位移产生时Es1≠Es2二者之差不为零,

[1]

而与铁芯位移成正比,此电压送至AD698,经相敏检波、滤波、放大,输出一直流电压,供显示及控制用。设差动变压器原边激励电压为Ep角频率为ω、电流为Ip、电感为Lp、等效电阻为Rp。副边电压分别为Es1、Es2,互感为M1、M2。若忽略磁滞涡流及耦合电容的影响,可以得出:

(Rp+Jω Ip= EpΠ Lp);ω Es1=-J M1Ip;

收稿日期:2002207205

),女,吉林省长春市人,长春工业大学电气与电子工程学院讲师,硕士,主要从事电工与电作者简介:程方晓(1969-　

子技术的研究。