差動變壓器的誤差因素分析

1、激勵電壓幅值與頻率的影響
激勵電源電壓幅值的波動，會使線圈激勵磁場的磁通發生變化，直接影響輸出電勢。而頻率的波動，只要適當地選擇頻率，其影響不大。
2、溫度變化的影響
周圍環境溫度的變化，引起線圈及導磁體磁導率的變化，從而使線圈磁場發生變化產生溫度漂移。當線圈品質因數較低時，影響更為嚴重，因此，采用恒流源激勵比恒壓源激勵有利。適當提高線圈品質因數并采用差動電橋可以減少溫度的影響。
3、零點殘余電壓
???? 當差動變壓器的銜鐵處于中間位置時，理想條件下其輸出電壓為零。但實際上，當使用橋式電路時，在零點仍有一個微小的電壓值(從零點幾mV到數十mV)存在，稱為零點殘余電壓。如圖是擴大了的零點殘余電壓的輸出特性。零點殘余電壓的存在造成零點附近的不靈敏區；零點殘余電壓輸入放大器內會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。

零點殘余電壓產生原因：
①基波分量。由于差動變壓器兩個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，從而使兩個次級繞組的感應電勢數值不等。又因初級線圈中銅損電阻及導磁材料的鐵損和材質的不均勻，線圈匝間電容的存在等因素，使激勵電流與所產生的磁通相位不同。???
②高次諧波。高次諧波分量主要由導磁材料磁化曲線的非線性引起。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，這樣也將導致零點殘余電壓中有高次諧波成分。

消除零點殘余電壓方法：
1．從設計和工藝上保證結構對稱性
??? 為保證線圈和磁路的對稱性，首先，要求提高加工精度，線圈選配成對，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。并應經過熱處理，消除殘余應力，以提高磁性能的均勻性和穩定性。由高次諧波產生的因素可知，磁路工作點應選在磁化曲線的線性段。
?2．選用合適的測量線路???
采用相敏檢波電路不僅可鑒別銜鐵移動方向，而且把銜鐵在中間位置時，因高次諧波引起的零點殘余電壓消除掉。如圖，采用相敏檢波后銜鐵反行程時的特性曲線由1變到2，從而消除了零點殘余電壓。

相敏檢波后的輸出特性
3．采用補償線路
①由于兩個次級線圈感應電壓相位不同，并聯電容可改變其一的相位，也可將電容C改為電阻，如圖(a)。由于R的分流作用將使流入傳感器線圈的電流發生變化，從而改變磁化曲線的工作點，減小高次諧波所產生的殘余電壓。圖(b)中串聯電阻R可以調整次級線圈的電阻分量。

調相位式殘余電壓補償電路
②并聯電位器W用于電氣調零，改變兩次級線圈輸出電壓的相位，如圖所示。電容C(0.02μF)可防止調整電位器時使零點移動。

電位器調零點殘余電壓補償電路
③接入R0(幾百kΩ)或補償線圈L0(幾百匝)。繞在差動變壓器的初級線圈上以減小負載電壓，避免負載不是純電阻而引起較大的零點殘余電壓。電路如圖。

R或L補償電路