谷守良

【摘 要】當(dāng)前傳感器朝著微型化 、數(shù)字化 、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，具有準(zhǔn)確度高、線性度好、結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、使用壽命長和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且它的應(yīng)用十分廣泛，可以說是多元化和多功能化。它相對于傳統(tǒng)的傳感器有了很大的改進(jìn)，是傳統(tǒng)傳感器的升級版。本文通過淺談差動變壓器式傳感器及其應(yīng)用，從根本上了解與熟悉差動變壓器式傳感器與其運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】差動變壓器式傳感器；原理；應(yīng)用

0 前言

差動變壓器式傳感器是在傳統(tǒng)傳感器上改進(jìn)，利用物體在移動時產(chǎn)生的能量推動電壓產(chǎn)生的變化而求出所求量的物理實(shí)驗(yàn)器材，即將各個物理量變換為電量的變化。它廣泛的應(yīng)用于各種物理量的測量，如伸長、壓力、應(yīng)變、振動、物體的厚度等。傳統(tǒng)的傳感器只能對一些物理量進(jìn)行簡單且比較繁瑣的測量，這顯然難以滿足復(fù)雜系統(tǒng)的要求，所以差動變壓器式傳感器出現(xiàn)了，它的問世預(yù)示著新時代發(fā)展的潮流，在信息化時代，要想跟上時代發(fā)展潮流，就要熟練的掌握基礎(chǔ)技術(shù)。

1 差動變壓器式傳感器的基本情況

1.1 基本構(gòu)造

差動變壓器是一種廣泛用于電子技術(shù)和非電量檢測中的變壓器裝置，主要是差動變壓器式壓力傳感器、差動變壓器式位移傳感器、差動變壓器式電容傳感器這幾種，不同種類的變壓器有不同的構(gòu)造，但基本的構(gòu)造是一致的。線框和？鐵芯構(gòu)成系統(tǒng)的主要部分。在線框上繞有一組線圈，該線圈相當(dāng)于輸入線圈，將鐵芯放置在線圈中央圓柱孔中，兩個或多個帶有鐵芯的線圈又構(gòu)成線圈組，線圈組分為初級線圈和次級線圈，初次級線圈間有街鐵，在互感的作用下，銜鐵能隨兩個線圈的移動而移動，此外，還有一些部件如鐵架、激磁線圈、補(bǔ)償線圈、屏蔽套等。

1.2 運(yùn)作原理

差動變壓器式傳感器的工作原理是由變換交流電壓、電流和阻抗這三個器件組成的變壓器，當(dāng)交流電流通過初級線圈時，就會有交流磁通在鐵芯中產(chǎn)生，從而感應(yīng)出電壓和電流。若是在初級線圈中加有適當(dāng)頻率的電壓刺激時，在兩個次級線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢。當(dāng)使鐵芯向右或向左移動時，在兩個次級線圈內(nèi)所感應(yīng)的電勢則會一個增加和一個減少。如果接成反向串聯(lián)輸出，則傳感器的輸出電壓等于兩個次級線圈的電勢差，因?yàn)閮蓚€次級線圈做得一樣，因此，當(dāng)鐵芯放在中央的位置時，傳感器的電壓會為零。以上就是差動變壓器傳感器的工作原理。

1.3 工作性能

差動變壓器式傳感器的主要的性能是靈敏度和線性度。差動變壓器傳感器的靈敏度是指街鐵移動時產(chǎn)生的輸出電勢的變化，單位用mV/mm來表示，而線性度則是指因變量和自變量之間的線性關(guān)系，線性度具有一定的范圍，差動變壓器式傳感器的靈敏度和線性度越高，它的工作性能也越高。差動變壓器式傳感器的靈敏度的高低與初級電壓、次級繞組匝數(shù)和激勵電壓有關(guān)。首先靈敏度與次級匝數(shù)是線性關(guān)系，次級匝數(shù)增加，靈敏度也跟著增加，但次級匝數(shù)不能無限制增加。靈敏度和初級電壓成正比關(guān)系，在頻率很低時，靈敏度隨頻率的增加而增加，但當(dāng)頻率升高，線圈的感抗大大高于其電阻時，靈敏度則與頻率無關(guān)。線性度則是和靈敏度有關(guān)，靈敏度越高線性度就越高。總之，認(rèn)識差動變壓器傳感器的性能，對于它的工作性能有個熟練的掌握，保證差動變壓器傳感器的正確使用和工作研究的展開。

2 差動變壓器式傳感器運(yùn)用

2.1 運(yùn)用方面

差動變壓器傳感器在現(xiàn)實(shí)生活中有著非常廣泛應(yīng)用。它的種類有很多，包括壓力傳感器、位移傳感器、加速度傳感器等，這些差動變壓器在許多領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用。對于壓力傳感器，主要通過彈性敏感器將非電量壓力參數(shù)變?yōu)槲灰屏克椭翜y量電路，再通過對電路各個量的數(shù)學(xué)計算計算出壓力。位移測傳感器是在電磁感應(yīng)原理下測量出位移，當(dāng)初級線圈被供給一定頻率的交變電壓時，次級線圈就產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，隨著鐵芯的位置不同， 次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也不同，由電動勢的不同推出的位移量的大小。對于加速度傳感器，主要依據(jù)的原理是牛頓第二定律即質(zhì)量塊的位移與被測物體的加速度正比，將加速度的測量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰频臏y量。事實(shí)上，差動變壓器傳感器的種類還有很多，應(yīng)用范圍也都非常的廣泛，需要相關(guān)的研發(fā)人員進(jìn)一步學(xué)習(xí)與探索，以促進(jìn)差動變壓器的進(jìn)一步應(yīng)用和改進(jìn)。

2.2 使用的范圍

差動變壓器傳感器是非常重要的高科技產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于航天航空、機(jī)械、建筑、紡織、鐵路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)，結(jié)構(gòu)簡單使用范圍廣計算方法簡單的優(yōu)點(diǎn)讓它能在各個方面都有著非常重要的應(yīng)用，接下來我們將簡單的談?wù)勛儔浩鞯氖褂梅秶?。在民生鄰域中，運(yùn)用在建筑中的高度精確測量、地基的精煉挖掘上，鋼鐵工業(yè)鄰域，高爐的爐頂水平檢測、連續(xù)鑄造間隙、砂型振動、凸度等的誤差檢測，鐵水包、中間包的滑動水口的位置檢測。重型電機(jī)工業(yè)鄰域上，蒸汽透平的主閥檢查，旁通閥的閥升程檢測，升降機(jī)的姿勢監(jiān)控，在航天航空鄰域的軸徑跳動檢測、閥位檢測與控制、輥縫間隙控制等。還有復(fù)雜的金屬加工、機(jī)床及工具定位、液壓缸定位、自卸載重車等都有不同程度的用到變壓器?？傊?，變壓器的應(yīng)用范圍有很多，方面也很廣泛，需要使用者不斷的發(fā)現(xiàn)與學(xué)習(xí)，以不斷地擴(kuò)大變壓器的使用范圍。

2.3 如何使用差動變壓器

清楚差動變壓器的基本結(jié)構(gòu)是正確使用它的前提。詳細(xì)閱讀差動變壓器傳感器的使用手冊，熟悉差動變壓器傳感器的使用準(zhǔn)則和注意事項(xiàng)，在使用前要學(xué)會并熟練掌握差動變壓器傳感器的工作原理和足夠的知識儲備，主要的知識有牛頓定律、電磁感應(yīng)、壓力計算、動量定理等。將這些準(zhǔn)備做好后，便是使用差動變壓器，在使用時要將可能出現(xiàn)的問題事先做好應(yīng)對的措施，避免出現(xiàn)問題時一無所知。使用結(jié)束后，檢查傳感器的各個部分，無誤后將傳感器關(guān)好，關(guān)閉后將變壓器放到規(guī)定地方。此外，還要對傳感器進(jìn)行定期的檢查和維修，定期的檢查和維修有力利于差動變壓器性能的維持和正常運(yùn)行，從而減少故障的發(fā)生，延長使用壽命。檢查和維修步驟和方法是檢查傳感器的電源電壓、輸出電壓和工作性能。主要有五大操作步驟聽、摸、查、看和聞。經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員摸摸運(yùn)行的部位的溫度是否正常，聽聽設(shè)備運(yùn)行的聲音是否有異常，查看傳感器的系統(tǒng)是否有問題和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)符合規(guī)定的程度，聞聞運(yùn)行部位是否有異味。再采用先進(jìn)的科學(xué)儀表儀器來精確的測試出傳感器的運(yùn)行情況。維修的方法主要是根據(jù)設(shè)備的使用情況，參考有關(guān)維修周期、維修工作的計劃日期和大致維修工作量和設(shè)備制度。然后再依據(jù)每次維修前的準(zhǔn)備制定出確切的工作安排，最終制定出詳細(xì)而規(guī)范的維修方案。

3 結(jié)語

綜上所述，差動變壓器傳感器是非常重要的器材，在講究速度和高質(zhì)量的社會，差動變壓器傳感器靈活性、高效性和靈敏性就顯得非常重要，這些優(yōu)點(diǎn)是非常符合時代發(fā)展的步伐和潮流的，具有很大的前景。且正確的使用差動變壓器傳感器不僅可以輔助設(shè)計者進(jìn)行高效的設(shè)計工作，提高現(xiàn)階段的工作效率、降低生產(chǎn)成本，還可以推進(jìn)差動變壓器的發(fā)展和進(jìn)步。重視差動變壓器傳感器的應(yīng)用和發(fā)展，有利于推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、增強(qiáng)我國的綜合實(shí)力、和實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)為立國之本的目標(biāo)。

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[責(zé)任編輯：王偉平]