（1）工作原理互感式传感器也称差动变压器式电感传感器，其基本原理是利用电磁感应中的互感现象。如图3.30所示，当线圈W1输入交流电流i时，在线圈W2中会产生感应电动势e12，其大小正比于电流i的变化率，即

图3.30　互感现象

式中　M——比例系数（互感），H，是两线圈之间耦合程度的度量，其大小与两线圈的相对位置及周围介质的磁导率等因素有关。

互感式传感器就是利用互感现象将被测的位移或转角转换为线圈互感的变化，这种传感器实质上是一个变压器。传感器的初级线圈W1接入稳定的交流激励电源，次级线圈W2被感应而产生对应的输出电压，当被测参数使互感M发生变化时，输出电压也随之变化。由于次级线圈常采用两个线圈组成差动型，故这种传感器也被称为差动变压器式传感器。

（2）结构形式

差动变压器式传感器的结构形式较多，以螺管线圈形差动变压器居多。其工作原理如图3.31所示。传感器由线圈和衔铁组成。线圈包括一个一次绕组和两个反接的二次绕组。当一次绕组输入交流励磁电时，一般交流电压为3～15V，频率为60～20 000Hz，二次绕组中将产生感应电动势e1和e2。由于两个二次绕组是极性反接，因此，传感器的输出电压为两者电压之差，即e0＝e1－e2。衔铁的移动能改变线圈之间耦合程度，输出电压e0也将随之改变。

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图3.31　差动变压器式传感器

1—次级线圈1；2—初级线圈；3—衔铁；4—次级线圈2

由图3.31（b）可知，当衔铁处在中间位置时，由于两线圈互感相同，即M1＝M2，e1＝e2，则e0＝0；当衔铁向上移动时，则e1＞e2，此时e0＞0；当衔铁向下移动时，e1＜e2，则e0＜0。当衔铁的位置往复变化时，其输出电压也随之变化，其输出特性如图3.31（c）所示。由图3.31可知，衔铁偏离中心位置越大，输出电压e0越大。

（3）测量电路

差动变压器式传感器输出电压是交流量，其幅值与衔铁位移成正比，输出电压若用交流电压表表示，输出值就只能反映衔铁位移的大小，而不能反映移动的方向性。同时，当衔铁位于中间位置时，差动变压器式传感器的输出电压也不为零，而是一个较小电压值，称为零点残余电压。零点残余电压的产生主要是因为两个次级线圈结构不对称，以及初级线圈铜损电阻、铁磁质材料不均匀，线圈间分布电容影响等。因此，差动变压器式传感器需采用测量电路来反映衔铁位移的方向，同时补偿零点残余电压。一般采用差动直流输出电路作为差动变压器式传感器的测量电路。

图3.32为一种用于小位移测量的差动相敏检波电路的工作原理图。当无输入信号时，衔铁处于中间位置，调节电阻R，使零点残余电压最小；当有输入信号时，衔铁向上移动或向下移动，其输出电压经放大器、相敏检波、低通滤波后得到直流输出，根据直流表指针的移动来指示输入位移的大小和方向。

图3.32　差动相敏检波电路工作原理

差动变压器式传感器的特点是测量精度高，可达0.1μm量级，线性量程大，可达±100mm，以及稳定性好、使用方便等，广泛用于直线位移的测量，也可用于转角的测量。借助于弹性敏感元件可将压力、质量等物理量转换为位移的变化。因此，这类传感器也可用于压力、质量的测量。