差動(dòng)變壓器的誤差分析及減小誤差方法

1、激勵電壓幅值與頻率的影響
激勵電源電壓幅值的波動(dòng)，會(huì )使線(xiàn)圈激勵磁場(chǎng)的磁通發(fā)生變化，直接影響輸出電勢。而頻率的波動(dòng)，只要適當地選擇頻率，其影響不大。
2、溫度變化的影響
周?chē)h(huán)境溫度的變化，引起線(xiàn)圈及導磁體磁導率的變化，從而使線(xiàn)圈磁場(chǎng)發(fā)生變化產(chǎn)生溫度漂移。當線(xiàn)圈品質(zhì)因數較低時(shí)，影響更為嚴重，因此，采用恒流源激勵比恒壓源激勵有利。適當提高線(xiàn)圈品質(zhì)因數并采用差動(dòng)電橋可以減少溫度的影響。
3、零點(diǎn)殘余電壓
當差動(dòng)變壓器的銜鐵處于中間位置時(shí)，理想條件下其輸出電壓為零。但實(shí)際上，當使用橋式電路時(shí)，在零點(diǎn)仍有一個(gè)微小的電壓值(從零點(diǎn)幾mV到數十mV)存在，稱(chēng)為零點(diǎn)殘余電壓。如圖是擴大了的零點(diǎn)殘余電壓的輸出特性。零點(diǎn)殘余電壓的存在造成零點(diǎn)附近的不靈敏區；零點(diǎn)殘余電壓輸入放大器內會(huì )使放大器末級趨向飽和，影響電路正常工作等。

圖中e1為差動(dòng)變壓器初級的激勵電壓，e20包含基波同相成分、基波正交成分，二次及三次諧波和幅值較小的電磁干擾等。

零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生原因：
①基波分量。由于差動(dòng)變壓器兩個(gè)次級繞組不可能完全一致，因此它的等效電路參數（互感M、自感L及損耗電阻R）不可能相同，從而使兩個(gè)次級繞組的感應電勢數值不等。又因初級線(xiàn)圈中銅損電阻及導磁材料的鐵損和材質(zhì)的不均勻，線(xiàn)圈匝間電容的存在等因素，使激勵電流與所產(chǎn)生的磁通相位不同。
②高次諧波。高次諧波分量主要由導磁材料磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性引起。由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，使得激勵電流與磁通波形不一致產(chǎn)生了非正弦(主要是三次諧波)磁通，從而在次級繞組感應出非正弦電勢。另外，激勵電流波形失真，因其內含高次諧波分量，這樣也將導致零點(diǎn)殘余電壓中有高次諧波成分。

消除零點(diǎn)殘余電壓方法：
1．從設計和工藝上保證結構對稱(chēng)性
為保證線(xiàn)圈和磁路的對稱(chēng)性，首先，要求提高加工精度，線(xiàn)圈選配成對，采用磁路可調節結構。其次，應選高磁導率、低矯頑力、低剩磁感應的導磁材料。并應經(jīng)過(guò)熱處理，消除殘余應力，以提高磁性能的均勻性和穩定性。由高次諧波產(chǎn)生的因素可知，磁路工作點(diǎn)應選在磁化曲線(xiàn)的線(xiàn)性段。
2．選用合適的測量線(xiàn)路
采用相敏檢波電路不僅可鑒別銜鐵移動(dòng)方向，而且把銜鐵在中間位置時(shí)，因高次諧波引起的零點(diǎn)殘余電壓消除掉。如圖，采用相敏檢波后銜鐵反行程時(shí)的特性曲線(xiàn)由1變到2，從而消除了零點(diǎn)殘余電壓。

相敏檢波后的輸出特性