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差动变压器上下两只铁芯均有一个初级线圈1和一个次级线圈2。上下两只初级线圈串联后接交流激励电压，两只次级线圈则按电势反相串接。三段式螺管差动变压器结构示意图将两个匝数相等的次级绕组的同名端反向串联，当初级绕组加以激磁电压时，根据变压器的作用原理在两个次级绕组和中就会产生感应电势;如果工艺上变压器结构对称，则当活动衔铁处于初始平衡位置时，输出电压为零。当活动衔铁向某一个次级线圈方向移动时，则该次级线圈内磁通增大，使其感应电势增加，差动变压器有输出电压，其数值反映了活动衔铁的位移。
N型或P型掺杂半导体在光照射下，光子能量只要分别大于施主能级和导带底能级差或受主能级与满带顶能级差Ei（eV），光能即被吸收，激发出能参与导电的光生电子或空穴。掺杂半导体产生光生载流子的截止波长为λ0≈1240/Ei。图 光电导效应机理图当光敏电阻接上直流电压Vb，并用一定强度、波长小于λ0的光线连续照射时，其输出直流电流i0为式中，η 内光量子效率（光生载流子数与人射光子数之比）；μc——多数载流子的迁移率；τ——多数载流子寿命；d——光敏电阻两电间距；p——入射光功率；e——普朗克常数，为6.6261×10-34J•s。
使用这些传感器，输出电压在电源施加的限制范围内，因此，在达到电源限制之前，放大器将开始饱和，如上图所示。需要注意的是，饱和发生在放大器中，而不发生在霍尔元件中，因此较大的磁场不会对霍尔效应传感器造成损坏。此外，这些传感器相对于磁场不是很线性，因此它们需要适当的校准才能进行高精度测量。与此同时，通过在差分放大器的输出端增加推挽晶体管、集电开路或发射开路，增加了器件的接口灵活性。