差动变压器式传感器怎样测量电路

差动变压器输出的是用交流电压表测量，只能反应衔铁位移的大小，而不能反应移动方向。另外，其测量值中包含零点残余电压。为了达到能辨别移动方向及消除零点残余电压的目的，实际测量时，常常采用差动整流电路和相敏检波电路。

1. 差动整流电路

  这种电路是把差动变压器的两个次级输出电压分别整流，然后将整流电压或电流的差值作为输出。图9-15给出了几种典型的电路形式，图a、c适用于交流负载阻抗，图b、d适用于低负载阻抗，电阻R0用于调整零点残余电压。

  下面结合图9-15c电路结构可知，不论两个次级线圈的输出瞬时电压极性如何，流经电容C1的电流方向总是从2到4，流经电容C2的电流方向从6到8，故整流电路的输出电压为

                      U₂=U₂₄-U₆₈

  当衔铁在零位时，因为U24=U68，所以U2=0；当衔铁在零位以上时，因为U24>U68，则U2>0；而当衔铁在零位一下时，则有U24<U68，则U2<0

  差动整流电路具有结构简单、不需要考虑相位调整和零点残余电压的影响、分布电容影响小和便于远距离传输等优点，因而获得广泛应用。

2. 相敏检波电路

  电路如图9-16所示VD₁VD₂VD₃VD₄为4个性能相同的二极管，以同一方向串联成一个闭合回路，形成环形电桥。输入信号u_i（差动变压器式传感器输出的调幅波电压）通过变压器T₁加到环形电桥的一个对角线；参考信号u₀通过变压器T₂加入环形电桥的另一个对角线；输出线号u₁从变压器T₁与T₂的中心抽头引出；平衡电阻R起限流作用，避免二极管导通时变压器T₂的次级电流过大；R_L为负载电阻。U₀的幅值要远大于输入信号的幅值。以便有效控制4个二极管的导通状态，且u₀和差动变压器式传感器激磁电压U₁由同一振荡器供电，保证二者同频、同向（或反相）。

  由图9-17a、b、c可知，当位移△x>0时，u₂与u₀同频同相；当位移△x<0时，u₂与u₀同频相反。

当△x>0时，u₂与u₀为同频同相，当u₂与u₀均为正版周时，环形电桥中二极管VD₁、VD₄截止，VD₂、VD₃导通，则可得图9-16b的等效电路。

根据变压器的工作原理，考虑到O、M分别为变压器T₁、T₂的中心抽头，则有图中列式

       式中n₁、n₂为变压器T₁、T₂的变比。采用电路分析的基本方法，可求得9-16b所示电路的输出电压u_L的表达式（如图）

      同理，当U₂与U₀均为负半周时，二极管VD₂、VD₃截止，VD₁、VD₄导通。其等效电路如图9-16c所示，输出电压u_L表达式相同，说明只要位移△x>0，不论u₂与u₀是正半周还是负半周，负载RL两端得到的电压uL始终为正。

当△x<0时，u₂与u₀为同频相反。采用上述相同的分析方法不难得到当△x<0时，不论u₂与u₀是正半周还是负半周，负载电阻R_L两端得到的输出电压u_L表达式为下图

所以，上述相敏检波电路输出电压U_L的变化规律充分反应了被检测位移的变化规律，即u_L的值反应位移△x的大小，而u_L的极性则反应了位移△x的方向。