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零点残余电压补偿技术研究与应用

更新时间：2026-07-18 11:49:42 大小：19K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：电压补偿 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、零点残余电压的基本概念与产生机理

零点残余电压是差动式变磁阻传感器、差动变压器、电感式传感器等电磁类传感器在零位输出状态下依然存在的输出电压，是此类传感器最主要的系统误差来源之一。在理想工作状态下，当传感器处于零位移位置时，差动结构的两个感应绕组输出信号幅值相等、相位相反，叠加后总输出应当为零；但实际生产与应用过程中，受材料特性、加工精度、装配工艺等多种因素影响，零位状态下总输出始终存在一定数值的非零电压，该电压即为零点残余电压，简称零残电压。

零点残余电压的产生主要来源于两个核心分量，分别是基波分量和高次谐波分量，两个分量的产生机理各不相同：

1.1 基波分量的产生机理

基波分量是零点残余电压的主要组成部分，占零残电压总幅值的70%以上，其产生原因主要包括三个方面：第一，差动结构的电气参数不对称。两个初级绕组、次级绕组的等效电阻、电感参数无法做到完全一致，绕组的匝数差异、导线直径差异、绕线松紧程度差异都会导致电气参数不对称；第二，磁路参数不对称。差动传感器的两个磁芯的磁导率不一致，铁芯的加工尺寸存在偏差，装配过程中两个绕组的位置不对中，都会导致磁路的等效磁阻存在差异，进而使得两个次级绕组输出的感应电动势幅值不相等；第三，初级绕组存在寄生电容。寄生电容会导致输出感应电动势产生相位偏移，使得两个次级绕组输出信号无法完全相位抵消，最终产生基波分量的残余电压。

1.2 高次谐波分量的产生机理

高次谐波分量主要来源于铁芯材料的非线性特性，包括磁饱和特性和磁滞特性两个方面。电源激励本身存在一定的谐波失真，同时铁芯在磁化过程中，磁感应强度与磁场强度呈现非线性关系，磁化曲线的非线性会导致励磁电流产生高次谐波分量，进而在次级绕组感应出高次谐波的残余电压。此外，铁芯的接缝处、装配间隙处存在的气隙不均匀，也会加剧磁路的非线性，进一步增大高次谐波分量的幅值。


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