差动变压器电感式传感器（互感式）工作原理与输出特性

差动变压器电感式传感器（互感式）工作原理与输出特性

本来源文档详细介绍了差动变压器电感式传感器（互感式）的工作原理、结构形式、输出特性推导及关键工程问题。文档首先将互感式传感器定义为将被测非电量转换为线圈互感量变化的传感器，基于变压器原理工作，二次绕组采用差动形式连接。文档介绍了两种主要结构形式：变隙式差动变压器和螺线管式差动变压器，其中螺线管式应用最多，可测量1-100mm范围内的机械位移。

在变隙式差动变压器部分，文档详细阐述了其工作原理：两个一次绕组顺向串接，两个二次绕组反向串接，衔铁处于中间位置时输出电压为零；衔铁移动时，气隙变化导致互感系数变化，产生与位移大小和方向相关的输出电压。文档通过严格的数学推导（式4-42至4-57），在忽略铁损、漏感、二次侧开路和高Q值条件下，得出了输出电压与位移量成正比的线性关系（式4-55、4-56），并推导了灵敏度K的表达式（式4-57）。

文档还深入讨论了影响传感器性能的关键因素：供电电源稳定性、匝数比、初始气隙δ₀的选取（通常为0.5mm）、铁心饱和与温升限制等。特别重要的是，文档详细分析了零点残余电压的产生原因（线圈不对称、铁心非线性、电源谐波）和消除方法（结构对称、差动整流电路），并指出理论推导基于多项理想化假设，实际工程应用中需考虑铁损、分布电容等因素的影响。