Трансформаторные датчики. 
Технические средства автоматизации и управления

Трансформаторные датчики являются разновидностью индуктивных датчиков. Такой датчик можно рассматривать как трансформатор, у которого коэффициент трансформации изменяется за счет изменения коэффициента взаимной индуктивности между обмотками. Такие датчики применяются для преобразования в электрический сигнал линейных и угловых перемещений объекта.

На рис. 2.11 представлен дифференциальный трансформаторный датчик с угловым перемещением якоря.

Первичная обмотка датчика W_{ расположена на центральном стержне и подключена к источнику U. Вторичные обмотки располагаются на крайних стержнях и подключаются последовательно и встречно. Магнитный поток Oj разветвляется на два потока, и в случае симметричного расположения якоря по отношению к статору индуцированные ЭДС во вторичных обмотках — Е_2б = ?_2а.

Рис. 2.11. Дифференциальный трансформаторный датчик угла.

Поскольку фазы напряжений этих обмоток противоположны, то напряжение на выходе датчика t/_Bblx = 0. При повороте якоря, который связан с объектом управления, изменяются потоки Ф_2а и Ф_2б, а также изменяются Е_2л и Е₂₆, на выходе появляется выходное напряжение t/_BbIX = Е_ъ — Е_2б, и фаза его будет определяться фазой большей ЭДС.

Трансформаторный датчик для измерения линейных перемещений не отличается по принципу работы от рассмотренного выше датчика. Трансформаторные датчики отличаются от индуктивных отсутствием гальванической связи между цепыо питания и выходной цеиыо. Погрешность трансформаторных датчиков определяется точностью исполнения геометрических размеров сердечника, колебаниями напряжения и частоты источника.

Достоинства трансформаторных датчиков:

• • довольно высокая выходная мощность, что дает возможность обходиться без дополнительных усилителей;
• • простота конструкции;
• • высокая надежность;
• • относительно малая стоимость.

Недостатки:

• • трудность регулировки и компенсации начального напряжения на выходе;
• • возможность работы только на переменном токе;
• • ограниченный диапазон линейности статической характеристики.