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图3－8为一基本差动变压器式传感器的基本结构。它是一个有可动铁芯和两个次级线圈的变压器。传感器的可动铁芯和待测物相连，两个次级线圈接成差动形式，可动铁芯的位移利用线圈的互感作用转换成感应电动势的变化，从而得到待测位移。
图3－8 差动变压器式传感器
由于互感，初级线圈的交流信号在两个次级线圈上分别产生感应电动势 E 21 和 E 22 ，又因接成差动形式，即两个感应电动势反向串联，则输出电压为
设两个次级线圈完全相同，当铁芯处在中间位置时，感应电动势 E 21 ＝ E 22 ，此时
当铁芯向上移动时，次级线圈2中穿过的磁通减少，感应电动势 E 22 也减少，而次级线圈1中穿过的磁通增多，感应电动势 E 21 也增大，则
反之，当铁芯向下移动时，则
可见，输出电压的大小和符号反映了铁芯位移的大小和方向。
差动变压器有多种结构形式。图3－8（a）为Π形结构，衔铁为平板形，灵敏度较高，但测量范围较窄，一般用于测量几微米到几百微米的机械位移。图3－8（b）是衔铁为圆柱形的螺管形差动变压器，可测1mm至上百毫米的位移。此外还有衔铁旋转的用来测量转角的差动变压器，通常可测到几角秒的微小角位移。