引 言
在信息收集体系中，传感器一般处于体系前端，即检测和控制体系之首，它提供给体系处理和决议计划所必需的原始信息，因而，传感器的精度对整个体系是至关 重要的。在位移、速度及加速度的丈量中，常常运用差动变压器式传感器，原因是其灵敏度高、线性好且有配套集成电路，但传统的LVDT传感器对作业电源的稳 定性和精度要求太高，且电路板大都由别离元件搭接而成，极易产生松脱和受潮蜕变现象，然后影响传感器的运用寿命和全体功用。
1 根本原理
差动变压器式传感器是使用线圈的自感或许互感的改动来完成丈量的一种设备，它的中心是可变自感或可变互感。本文选用的变气隙式差动变压器式电感传感器是使用互感的改动来作业的。
1.1 根本结构及作业原理
上下2只铁芯上均有1个励磁线圈和1个输出线圈。上下2个励磁线圈串联后接沟通励磁电源电压Uin，2个输出线圈则按电势反向串联。疏忽高阶无量小量，当ωR（ω为沟通励磁电源电压Uin的频率，R为励磁线圈的等效电阻）时，可推导出
式中：Uin为励磁电源电压（单位V）;Uout为输出电压（单位V）;N1，N2分别为励磁线圈和输出线圈的匝数;△δ为轴偏移平衡方位的间隔（单位mm）;δ占为轴处于平衡方位时的气隙巨细（单位mm）。
当轴处于中心方位时，δ1=δ2=δ，励磁线圈中产生交变磁通φ1和φ2，在输出线圈中便产生沟通感应电势。因为两头气隙持平，磁阻持平，所 以，φ1=φ2，输出线圈中感应出的电势E21=E22，因为次级是按电势反向衔接的，输出电压Uout=0。当轴违背中心方位时，两头气隙不等（即 δ1≠δ2），输出线圈中感应的电势不再持平（即E21≠E22），便有电压Uout输出。Uout的巨细及相位取决于轴的位移巨细和方向。
1.2 输出特性方程
设差动变压器原边鼓励电压为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E21、E22，互感为M1、M2。若疏忽磁滞涡流及耦合电容的影响，能够得出：
2 传感器丈量电路
AD598是由Analog Device推出的新式LVDT专用信号处理芯片，原理图如图2所示。由图可知，该芯片首要包括两部分：一部分为正弦波产生器，它的频率及幅值均可由少量 外接元件确认;另一部分为LVDT次级的信号处理部分。经过这一部分产生一个与铁芯位移成正比的直流电压信号。AD598可驱动高达24 V，频率规模为20Hz～20 kHz的LVDT原边线圈，又可承受最低为100 mV的次级输入，所以适用于许多不同类型的LVDT。
3 丈量体系差错剖析
丈量体系的差错按来历也可分为固定差错和随机差错两大类。
3.1 固定差错
固定差错指差动变压器结构（加工精度）和资料（磁滞涡流）所形成的差错。这是体系证明时要结合丈量的精度要求及经济指标归纳考虑的。体系一旦确认下来这些要素一般是不能改动的。
3.2 随机差错
随机差错按差错来历能够分为由鼓励源的动摇引起的差错和由相敏检波引起的差错。因为AD598把振荡器，LVDT和相敏解调器封装在一起，不光进步 了产品的集成度，并且大大减少了外围元件的个数，使传感器的功用得到大幅进步，因而，在本文中就不对相敏检波引起的差错进行推导了。
3.2.1 鼓励源起伏动摇引起的差错
由式（3）能够看出当Ep、ω、Lp、Rp为常数时，E2正比于△M。差动变压器对错闭合磁路，并且铁芯长度远小于线圈长度，所以△M正比于铁芯位 移，即E2正比于铁芯位移。当铁芯在某一方位固定，输出电压E2也应是定值。但Ep或ω有改动，尽管铁芯方位没变，输出电压E2却产生了改动，这便是鼓励 电压和频率不稳定引起的差错。E2是Ep的一次函数。将式（3）对Ep微分得到：
将式（4）除以式（3）得：
dE2/E2=dEp/Ep即在其它条件不变的状况下，鼓励源的差错便是差动输出的差错。
3.2.2 鼓励源频率动摇引起的差错
式中：Qp=ωLp/Rp为差动电压器原边品质因数，其值越大因ω动摇引起的差错越小。
4 差错与精度的测定
以CWZ-23F差动变压器为例，标定后用光学测长仪给定输入电压，用4位半数字电压表丈量输出电压。原文方位
精度=β×标准差=3×1.106≈3.32（μm）
能够以为体系精度为3.32μm。此刻相信概率为99.73%，完全能够阐明体系的状况。
5 结束语
AD598将一个高精度的正弦波产生电路和差动变压器信号调理电路的绝大多数功用集成在一块芯片上，减小了电路的体积，简化了电路的规划和调试。
