交流差动变压器式位移传感器数字调理方法

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1、2011年仪表技术与20ll第1期InstrumentTechniqueNo．1交流差动变压器式位移传感器数字调理方法李飞，张勇，陈慧琴(上海飞机设计研究院飞控系统设计研究部，上海200436)摘要：分析了差动变压器式位移传感器的工作原理，讨论了传统模式的模拟调理电路特点，结合实际应用需求，提出了一种基于多功能数据采集板卡和数字解调算法的差动变压器式位移传感器信号数字调理方法，从理论上论证了该数字解调算法，并且设计了一套试验验证系统，针对试验用LVDT(LinearVariableDifferentialTransformer)传

2、感器，从静态、动态2种工作方式进行解调，验证结果表明，该方法能够满足试验要求，达到了预期的结果。关键词：差动变压器式位移传感器；信号调理；多功能采集板卡；数字解调算法中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)01—0084—02DigitalDemodulateMethodofDiferentialTransformerDisplacementTransducerLIFei，ZHANGYong，CHENHui—qin(FlightControlSystemDesignandResearchDepa

3、rtment，ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，Shanghm200436，China)Abstract：Thetheoryofthedifferentialtransforn3erdisplacementtransducerwasstudied．andthecharacteristicofthetradi—tionalmodeanalogsignalconditionercircuitwasdiscussed．Consideringthepracticalapplication

4、，anoveldigitalsignalconditionermethodwaspresented，whichwasbasedOilthemuhifunctiondataacquisitionboardandthedigitaldemodulationalgorithm．Intheo—ry，thisdigitaldemodulationalgorithmisfeasible．AtestandvalidationsystemwhichcontainsaLVDTsensorisdesigned，bothstat—icanddynami

5、ctestshowsthatthismethodispracticable．Keywords：differentialtransformerdisplacementtransducer；signalconditioner；multi—functiondataacquisitionboard；digitalde—modulationalgorithm0引言交流差动变压器式位移传感器具有结构简单可靠、分辨率高(能反映0．01m的机械位移或者0．1的微小角度变化)、性能稳定、输出功率大等特点，广泛应用于工业生产和检测产品的位移、振动、压

6、力、应变等多种物理量的测量。某型号飞机铁鸟试验中就采用了大量此类传感器来测试飞机舵面和操纵组件的角度。通常情况下，交流差动变压器式图1差动变压器的电气连接线路图式中：AM为初级线圈与两次级线圈互感的差值；L。为初级线传感器输出信号必须经过专用的调理电路后才能使用。通过圈的电感。分析此类传感器的工作原理，结合实际应用，提出了一种基于由式(1)可知，当初级线圈参数和激励电压确定后，变压器高精度多功能数据采集板卡和数字解调算法的数字调理方法，的输出由决定，而在一定范围内，AM与铁芯位移成近似线性关并取得了良好的试验效果。系，图2所示即为

7、差动变压器输出特性曲线。1传感器工作原理J硼伍交流差动位移传感器信号是机械一电信号传感器，它的输’I电入信号是铁芯的机械位移量，输出是一对与铁芯位移成正比的<+90。l交流信号。该传感器组件包含1个初级线圈和2个次级线圈，初／Es／-L级线圈由外部参考正弦波信号源激励，2个次级线圈串联，活动～铁芯的位移可以改变初一次级的耦合磁通，从而产生2个幅值l’。位不同的交流信号。差动变压器的电气连接线路图如图1所示。／0位耪一90。图1中差动变压器的输出电压有效值E与初级线圈激励(a)电压一位移图(b)相位一位移图电压的有效值E。之间的关系

8、式：图2差动变压器输出特性曲线E=(1)2数字调理方法设计——差动变压器的输出信号为高频激励信号(载波信号)与活收稿日期：2010—05—17动铁芯位移信号(调制信号)相乘的调幅波，进行测量时，要先第1期李飞等：交流差动变压器式位移传感器数字调理方