张永超, 赵录怀, 庞鹏飞

(1.西安交通大学城市学院，陕西 西安 710018；2.西安交通大学 电气学院，陕西 西安 710048)

0 引 言

差动变压器式传感器(下称传感器)具有准确度高、线性度好、结构简单、灵敏度高、使用寿命长和环境适应性强等优点。目前，传感器的初级线圈通常采用铜质漆包线，铜线圈的温度稳定性差，抗腐蚀能力弱，温度变化引起电阻的变化较大，导致传感器输出电压发生变化引起误差，进而影响传感器的灵敏度和测量精度[1～4]。

镍铬合金导线具有温度稳定性好、抗腐蚀性强的优点[5]，本文比较了基于镍铬合金导线和铜质导线为初级线圈的传感器测量系统，系统由传感器、信号调理电路、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)和显示电路组成[6～9]。试验结果表明采用镍铬合金导线比铜质导线组成的系统温度稳定性好、测量精度高。

1 两种材质线圈的传感器温度误差分析

1.1 两种材质线圈的温度变化参数比较

根据实际情况选择直径0.5 mm，长30 m的铜导线和镍铬合金导线作为初级线圈材质，其导线电阻率为

ρ(T)=ρ0(1+α(T-T0))

(1)

式中ρ0为在温度T0下的电阻率，ρ(T)为温度T时的电阻率，α为电阻温度系数。再结合公式R=ρl/s计算出电阻，通过计算两种材质电阻变化如表1所示。

表1 两种材质温度变化参数比较

由表1中可知，在相同规格下，温度每上升20 ℃镍铬合金导线的电阻变化率比铜导线小7.98 %。

1.2 两种材质线圈的传感器温度误差分析

传感器由初级线圈、2个次级线圈和插入线圈中央的圆柱形铁芯等组成。其等效电路如图1所示。……