摘要：对线性差动变压器(LVDT)及其信号处理芯片AD598的工作原理进行了分析，利用差动式位移传感器和AD598芯片设计了具有调零功差动变压器；AD598芯片；机械天平
0 引言
天平是我们日常生活中常用的计量器具之一，也是计量部门进行质量量值传递不可缺少的重要计量器具，其性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既可驱动高达24 V、频率范围为20 Hz～20 kHz的LVDT原边线圈，又可接收*低为100 mV的次级输入，所以适用于许多不同类型的LVDT。ADS98芯片工作时，输出的正弦波直接作用于差动变压器的初级线圈；而传感器次级线圈输出的两个正弦波则可直接作为AD598的输入，AD598对它们进行处理，产生一个标定的单极性或双极性直流电压信号，其传递函数为：
其中VA，VB为传感器次级线圈输出的两个正弦波电压；IREF为参考电流，一般取为500 μA；R2为输出电压调节电阻。
3 传感器信号调理电路
将LVDT与AD598连接在一起，再配上一些电阻器和电容器，就组成一个精密位移传感器。如图4所示。
3．1 参数选择
双端供电情况下，参数选择过程如下：
(1)确定测量系统的机械频带：fSUBSYSTEM；
(2)选择LVDT的激励频率：fEXCITATION=10×fSUBSYSTEM；
(3)确定LVDT次级电压和VA+VB：用典型的激励电压VPRI激励LVDT，将铁芯移动到中间零点位置时，测出VA和VB值并求和；
(4)确定*佳激磁电压VEXC：在LVDT初级加上典型激励电压VPRI，然后将铁芯放在满量程位置，测出次级*大输出电压VSEC，确定出LVDT的电压转换比VTR；
VTR=VPRI／VSEC (2)
VEXC=VSEC×VTR (3)
(5)对于双端供电，查阅AD598芯片手册，根据VEXC确定电阻R1；
(6)确定激磁电压频率C1：C1=35 μF×Hz／fEXCITATION；
(7)选择确定激磁电压频率的电容C2、C3和C4，C2=C3=C4=10-4F×Hz／fSUBSYSTEM；
(8)选择决定AD598增益和满量程输出电压范围的电阻R2。
R2=VOUT×(VA+VB)／(S×VPRI×500 μA×d) (4)
3．2 调零电路
实际应用中发现，铁芯位于LVDT中心处时，输出电压并不为零。其原因是初级线圈与次级线圈之间存在有与铁芯位置无关的杂散电容，以及绕组和磁路中缺少对称性。此外，传感器安装在机械天平的过程中也不
y(μA)=0．2514x(mg)+0．086 (5)
y(μA)=-0．2508x(mg)+0．112 (6)
5 结论
在机械天平基础上，使用AD598芯片和差动位移传感器设计微位移检测电路，通过位移检测电路将天平指针的摆幅位移信号放大并转化为电信号，并在传感器中加入补偿绕组，使用调零电路。运用标准砝码进行实际称重测试发现改装后天平重复性较好，使用更加直观，便捷，具有提高*小分度值的潜力。
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