差动变压器零残电压的补偿
摘要： 本文主要通过对差动变压器的结构组成和工作原理的分析，介绍了零点残余电压产生的原因及其对测量造成的不良影响，并给出了抑制零点残余电压的方法。
关键词： 差动变压器 零点残余电压 补偿 整流电路 相敏检波电路
差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。初级线圈作为差动变压器激励，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反向串联，相当于变压器的副边，差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。在忽略铁损、导磁体磁阻和线圈分布电容的理想条件下，其等效电路如图1所示。当初级绕组ω 被加以激励电压U 时，根据变压器的工作原理，在两个次级绕组ω 和ω 中便会产生感应电势E 和E 。如果工艺上保证变压器结构完全对称，则当活动衔铁处于初始平衡位置时，必然会使两互感系数M =M 。根据电磁感应原理，将有E =E 。由于变压器两次级绕组反向串联，因而U =E -E =0，即差动变压器输出电压为零。
当活动衔铁向上移动时，由于磁阻的影响，ω 中的磁通将大于ω ，使M ＞M ，因而E 增加，E 减小；反之，E 增加，E 减小。因为U =E -E ，所以当E 、E 随着衔铁位移x变化时，U 也将随着x变化。图2是变压器输出电压U 与活动衔铁位移x的关系曲线。实际上，当衔铁位于中心位置时，差动变压器输出电压并不等于零，我们把差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，记作U 。它的存在使传感器的输出特性曲线不过零点，造成差动变压器零点附近的不灵敏区，造成实际特性与理论特性不完全一致，影响电路正常工作。零点残余电压产生主要是因传感器的两次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，以及磁性材料的非线性等问题引起的。零点残余电压的波形十分复杂，主要由基波和高次谐波组成。基波产生的原因主要是传感器的两次级绕组的电路参数（M、L、R）、几何尺寸不对称，导致它们产生的感应电势幅值不等、相位不同，因此不论怎样调整衔铁位置，两线圈中感应电势都不能完全抵消。高次谐波主要是由于磁性材料磁化曲线的非线性（磁饱和、磁滞）引起的，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使激励电流与磁通波形不一致，产生了非正弦波（主要是三次谐波）磁通，从而在二次绕组中感应出非正弦波的电动势。零点残余电压一般在几十毫伏以下，在实际使用时，应设法减小，否则将会影响传感器的测量结果。
减小零点残余电压的办法有：
1.从设计和工艺...
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