摘要：
螺线管式差动变压器按线圈绕组排列的方式不同可分为一节、二节、三节、四节、和五节式等类型... 该传感器以感应线圈的自感变化代替被测变化，从而实现位移、压力、载荷、液位等参数的测量。 互感传感器将测量到的变化转换为变压器的互感变化。 变压器的初级线圈输入交流电压，次级线圈相互感应出电势。 由于变压器的次级线圈常采用差动形式连接，故又称差动变压器传感器。
差动变压器的结构形式有很多种，但其工作原理基本相同。 下面介绍电磁差动变压器。 它可以测量1～100mm的机械位移，具有测量精度高、灵敏度高、结构简单、性能可靠等优点，因此被广泛应用于这些位移的测量。
【结构及工作原理】
电磁差动变压器的结构如图9-11所示。 它由一个初级线圈、两个次级线圈和插入线圈中心的圆柱形铁芯组成。
电磁差动变压器按线圈绕组的排列方式可分为一节式、两节式、三节式、四节式、五节式等类型。 如图9-12所示，一节式灵敏度高，三节式零点。 残余电压小，常用二段式和三段式两种。
差动变压器传感器中的两个次级线圈反向串联。 在忽略铁损、磁导体磁阻和线圈分布电容的理想条件下，等效电路如图9-13所示。 当初级绕组w1加上电压U1励磁时，根据变压器的工作原理，在两个次级绕组w2a和w2b中将产生感应电势E2a和E2b。 如果变压器结构在技术上完全对称，那么当动衔铁处于初始平衡位置时，必然使得两个互感系数M1=M2。 根据电磁感应原理，E2a=E2b。 由于变压器的两个次级绕组反串联，所以U2=E2a-E2b=0，即差动变压器的输出电压为0。
当动衔铁向上运动时，由于磁阻的影响，w2a中的磁通量将大于w2b，使得M1>M2，因此E2a增大，E2b减小。 相反，E2b增加而E2a减少。 由于U2=E2a-E2b，当E2a和E2b随电枢位移x变化时，U2也将随x变化。 图9-14所示为变压器输出电压U2与动衔铁位移x之间的关系。 事实上，当电枢处于中心位置时，差动变压器的输出电压并不等于零。 我们称差动变压器移至零位时的输出电压称为零点残压，记为Ux。 它的存在使得传感器的输出特性达不到零点，造成实际特性与理论特性不一致。 零点残压主要是由于传感器次级绕组的电气参数和几何尺寸的不对称性以及磁性材料的非线性造成的。 零点残压的波形非常复杂，主要由基波和高次谐波组成。 产生基波的主要原因是传感器次级绕组的电参数和几何尺寸不对称，导致它们产生的感应电势具有不同的幅值和不同的相位。 因此，无论衔铁位置如何调整，两个线圈中的感应电势都不能完全抵消。 三次谐波在高次谐波中起主要作用，它是由磁性材料（磁饱和、磁带）磁化曲线的非线性引起的。 零点残压一般在几十毫伏以下。 实际使用中应努力降低Ux，否则会影响传感器的测量结果。
