专题五 差动变压式传感器传感器（教案）-浙江省职教高《传感器及应用》第2版-讲练测

专题五 差动变压式传感器传感器（讲义）-《传感器及应用》第2版专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 差动变压式传感器的工作原理：了解差动变压式传感器如何利用压力差来产生输出信号的原理，通常是通过测量两个压力传感器的输出值并计算差值。 1. 差动变压式传感器的应用范围：理解差动变压式传感器在工业控制、气体流量测量、液体级别监测等领域的应用，以及其优势和局限性。 1. 差动压力传感器的特性和参数：熟悉差动变压式传感器的重要参数，如灵敏度、线性度、工作范围、温度影响等，以及如何选择适合特定应用的传感器。 1. 差动变压式传感器的校准和调试方法：了解如何对差动变压式传感器进行校准和调试，确保其精确度和稳定性。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1. 电感式传感器简述 电感式传感器具有结构简单、分辨率好和测量精度高等一系列优点。它的主要缺点是响应较慢，不宜作快速动态测量。它应用很广，可用来测量位移、压力、振动等参数。电感式传感器可分为自感式、互感式、电涡流式三大类。自感式传感器是把被测量转换为线圈的自感变化;互感式传感器是把被测量转换为线圈间的互感变化，传感器本身是一个变压器;电涡流式传感器是把被测量转换为线圈的阻抗变化。人们习惯上讲的电感式传感器通常是指自感式传感器，而互感式传感器由于利用了变压器原理，又往往做成差动形式，故常称为差动变压器式传感器。限于篇幅，本章仅介绍差动变压器式传感器和电涡流式传感器这两种电感式传感器，下面先介绍差动变压器式传感器。 2.差动变压器式传感器的工作原理 差动变压器的结构原理如图2-22 所示，它主要由一个线框和一个铁心组成。在线框上绕有一组初级线圈作输人线圈(或称一次线圈)。在同一线框上另绕两组完全对称的次级线圈作输出线圈(或称二次线圈)，它们反向串联组成差动输出形式。理想差动变压器的原理如图2-23 所示。 当一次线圈加入励磁电源后，其二次线圈N,、N,产生感应电动势 E、E 3.灵敏度 差动变压器的灵敏度是指差动变压器在单位电压励磁下，铁心移动一单位距离时的输出电压，以mV/(mm·V)表示。一般差动变压器的灵敏度大于50 mV/(mm·V)。影响灵敏度的因素有:电源电压和频率，差动变压器一、二次线圈的匝数比，衔铁直径与长度、材料质量，环境温度，负载电阻等。为了获得高的灵敏度，在不使一次线圈过热的情况下，尽量提高励磁电压，电源频率以 400 Hz~10 kHz 为佳。此外，还可以提高线圈的Q值衔铁的直径在尺寸允许的条件下尽可能大些，这样有效磁通较大;选用导磁性能好、铁损小涡流损耗小的导磁材料等。 4.线性范围 理想的差动变压器输出电压应与衔铁位移成线性关系，实际上由于衔铁的直径、长度、材质和线圈骨架的形状、大小的不同等均对线性有直接影响。差动变压器一般线性范围约为线圈骨架长度的1/10~1/4。由于差动变压器中间部分磁场是均的且较强，所以只有中间部分线性较好 [真题练讲] 1.(2019年浙江省统一考试) 差分变压式传感器的输出信号通常需要通过什么设备进行处理？ A. 滤波器 B. 放大器 C. 模数转换器（ADC） D. 开关 答案：C. 模数转换器（ADC） 解析：差分变压式传感器的输出信号常需要通过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号进行处理。 2.(2010年山东省统一考试) 差分变压式传感器的输出电压会随着受测载荷的增加而______。 A. 减小 B. 不变 C. 增大 D. 波动 答案：C. 增大 解析：通常情况下，差分变压式传感器的输出电压会随着受测载荷的增加而增大。 3.(2010年青海省统一考试) 差分变压式传感器的灵敏度是指什么？ A. 输出信号的幅度 B. 输出信号的频率 C. 单位载荷变化下输出信号的变化量 D. 输出信号的波形 答案：C. 单位载荷变化下输出信号的变化量 解析：灵敏度是指单位载荷变化下传感器输出信号的变化量，表示传感器对载荷变化的响应程度。 4.(2016年青海省统一考试) 差分变压式传感器的输出信号类型包括哪两种？ A. 声波信号和图像信号 B. 模拟电压信号和数字信号 C. 频率信号和脉冲信号 D. 电流信号和磁场信号 答案：B. 模拟电压信号和数字信号 解析：差分变压式传感器的输出信号类型常见有模拟电压信号和数字信号。 5.(2016年吉林省统一考试) 差分变压式传感器中常用的元件是什么？ A. 电容器 B. 电阻器 C. 变压器 D. 应变片 答案：D. 应变片 解析：应变片是差分变压式传感器中常用的元件，