| 在信息采集系统中，传感器通常处于系统前端，即检测和控制系统之首，它提供给系统处理和决策所必需的原始信息，因此，传感器的精度对整个系统是至关重要的。一体电感器厂在位移、速度及加速度的测量中，经常使用差动变压器式传感器，原因是其灵敏度高、线性好且有配套集成电路，但传统的LVDT传感器对工作电源的稳定性和精度要求太高，且电路板大都由分离元件搭接而成，极易产生松脱和受潮变质现象，从而影响传感器的使用寿命和整体性能。本文介绍一种基于AD598信号处理芯片的LVDT直线位移传感器，并通过实例对其误差和精度进行探讨。
1 基本原理
差动变压器式传感器是利用电感线圈的自感或者互感的变化来实现测量的一种装置，它的核心是可变自感或可变互感。本文采用的变气隙式差动变压器式电感传感器是利用互感的变化来工作的。
1.1 基本结构及工作原理
上下2只铁芯上均有1个励磁线圈和1个输出线圈。上下2个励磁线圈串联后接交流励磁电源电压Uin，2个输出线圈则按电势反向串联。忽略高阶无穷小量，当ωR（ω为交流励磁电源电压Uin的频率，R为励磁线圈的等效电阻）时，可推导出
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式中：Uin为励磁电源电压（单位V）;Uout为输出电压（单位V）;N1，N2分别为励磁线圈和输出线圈的匝数;△δ为轴偏移平衡位置的距离（单位mm）;δ占为轴处于平衡位置时的气隙大小（单位mm）。
当轴处于中间位置时，δ1=δ2=δ，励磁线圈中产生交变磁通φ1和φ2，在输出线圈中便产生交流感应电势。由于两边气隙相等，磁阻相等，所以，φ1=φ2，输出线圈中感应出的电势E21=E22，由于次级是按电势反向连接的，输出电压Uout=0。当轴偏离中间位置时，两功率电感生产商边气隙不等（即δ1≠δ2），输出线圈中感应的电势不再相等（即E21≠E22），便有电压Uout输出。Uout的大小及相位取决于轴的位移大小和方向。
1.2 输出特性方程
设差动变压器原边激励电压为Ep、角频率为ω、电流为Ip、电感为Lp、等效电阻为Rp。副边电压分别为E21、E22，互感为M1、M2。若忽略磁滞涡流及耦合电容的影响，可以得出：
2 传感器测量电路
AD598是由Analog Device推出的新型LVDT专用信号处理芯片，原理图如图2所示。由图可知，该芯片主要包含两部分：一部分为正弦波发生器，它的频率及幅值均可由少数外接元件确定;另一部分为LVDT次级的信号处理部分。通过这一部分产生一个与铁芯位移成正比的直流电压信号。AD598可驱动高达24 V，频率范围为20Hz～20 kHz的LVDT原边线圈，又可接受最低为100 mV的次级 输入，所以适用于许多不同类型的LVDT。
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