在感測器E型鐵芯工作面的前方的介質分布狀況(特別是具有導磁特性的介質分布)相同或其影響是對稱的時，因其兩組初級線圈匝數相等，且是反相串聯的，因此次級的輸出信號電壓應為零。但是，在實際情況中，發生在所謂“零點”時、輸出信號電壓並不是零，而是有一個很小的電壓值，這個電壓值一般稱為“零點殘餘電壓”。零點殘餘電壓的存在會帶來測量的誤差。並嚴重影響後續的二次電路的工作。
基本介紹
- 中文名：零點殘餘電壓
- 外文名：residual voltage at zero
- 學科：電氣自動化
- 套用：感測器
- 減弱方法：保證感測器的尺寸和電氣參數對稱
- 危害：造成測量誤差
機理,產生原因,減小零點殘餘電壓的措施,
機理
零點殘餘電壓，若畫出銜鐵位移x與電橋輸出電壓U0有效值的關係曲線，則如圖2所示，虛線為理想特性曲線，實線為實際特性曲線，在零點總有一個最小的輸出電壓。一般把這個最小的輸出電壓稱為零點殘餘壓，並用e0表示。
如圖1，當兩線圈的阻抗相等時，即Z1=Z2，這時電橋平衡輸出電壓為零。由於感測器阻抗是一個複數阻抗，有感抗也有阻抗，為了達到電橋平衡，就要求兩線圈的電阻R相等，兩線圈的電感L相等。實際上，這種情況是難以精確達到的，就是說不易達到電橋的絕對平衡。若畫出銜鐵位移x與電橋輸出電壓U0有效值的關係曲線，則如圖2所示，虛線為理想特性曲線，實線為實際特性曲線，在零點總有一個最小的輸出電壓。一般把這個最小的輸出電壓稱為零點殘餘壓，並e0表示。
圖1 變壓器電橋
圖2 Uo-x特性
產生原因
零點殘餘電壓產生的原因有如下幾點：
（1）由於兩個初級線圈匝數及形狀上的不對稱，因而使次級鐵芯的磁通量不為零造成的；
（2）輸出電壓高次諧波造成的；
（3）其他工藝或製造因素造成的不對稱；
（4）感測器工作面前方不同介質（特別是導磁介質）分布的不對稱，從而對Φ1、Φ1兩個磁路影響不對稱而產生的附加輸出。（這裡是指感測器的安裝環境，即除了被測量鋼水液位變化而引起的不對稱以外因非被測量因素而引起的不對稱影響。）
減小零點殘餘電壓的措施
由於零點殘餘電壓不利於提高測量精度和穩定性，因此必須針對其產生的原因，儘量減小零點殘餘電壓。
要減小殘餘電壓的存在，最重要的是保證感測器的幾何尺寸和電氣參數的嚴格對稱，如相互串聯的一對線圈應使匝數完全相同，線圈分布一樣，鬆緊程度一致，並且使對鐵芯的分布參數一致，除了製造上的措施外，在安裝時應注意其周邊的介質分布可能引起的非零輸出。同時，鐵芯必須經過熱處理以改善鐵芯的導磁性能，提高磁性能的均勻性和穩定性；使導磁體避開磁飽和區，鐵芯的最大工作磁感應強度必須在磁化曲線的線性段內。
可以採用以下3種方式：1.在設計工藝上，力求做到磁路對稱、線路對稱。2.採用拆圈的試驗方法減小零點殘餘電壓。3.在電路上進行補償。線路補償主要有：加串聯電阻，加並聯電容，加反饋電阻或反饋電容。
