Differentialtransformator
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Ein Differentialtransformator ist eine Spezialform eines Transformators. Er besteht in der Regel aus einer Primärspule und zwei Sekundärspulen. Letztere sind gegenphasig in Reihe geschaltet, dadurch subtrahieren sich die Spannungen an ihren Anschlüssen. Die resultierende Spannung ist genau dann Null, wenn die beiden Spulen und die gesamte Konstruktion symmetrisch aufgebaut sind.
Wird die Symmetrie gestört, so entsteht eine Ausgangspannung, deren Phase in Bezug zur Erregung (Primärspannung) die Richtung und deren Wert die Größe der Asymmetrie angibt.
Eine wichtige Anwendung dieses Prinzips ist die Wegemessung mithilfe des linear variablen Differential-Transformators (LVDT). Hierbei sind auf einer geraden Primärspule (A in der Skizze) zwei Sekundärspulen (B in der Skizze) symmetrisch aufgebracht. An der Primärspule liegt eine konstante Wechselspannung an, die in der Regel eine Frequenz von 1 bis 10 kHz hat. Ein mechanisch beweglicher Weicheisenkern (blau in der Skizze) verändert die Kopplungsfaktoren zwischen den Spulen. Befindet er sich in der Mittellage, so ist die Anordnung symmetrisch und es entsteht kein Ausgangssignal. Wird er verschoben, so ändert sich die magnetische Kopplung und es entsteht dadurch eine Ausgangsspannung an den Sekundärspulen, die durch einen phasenkontrollierten Gleichrichter ausgewertet werden kann.
