1、互感式電感傳感器差動變壓器性能測試一、實驗?zāi)康模?、了解差動變壓器原理及工作情況；2、說明如何用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)線路對剩余電壓進行補償；3、了解差動變壓器測量系統(tǒng)的組成和標(biāo)定方法；4、了解差動變壓器的實際應(yīng)用。二、實驗內(nèi)容：1、差動變壓器的性能實驗；2、差動變壓器零剩余電壓的補償實驗；3、差動變壓器的標(biāo)定實驗；4、差動變壓器的應(yīng)用實驗振幅測量、電子稱一差動變壓器的性能實驗實驗單元及附件：音頻振蕩器測微頭 示波器 主、副電源 差動變壓器振動平臺。旋鈕的初始位置：音頻振蕩器 4KHz8KHz 之間，雙蹤示波器第一通道靈敏度500mv/div ，第二通道靈敏度 10mv/div ，觸發(fā)選擇打到第一通道，主

2、、副電源關(guān)閉, 示波器第二通道為懸浮工作狀態(tài)。實驗原理：差動變壓器由銜鐵、 初級線圈、 次級線圈和線圈骨架等組成。 初級線圈做為差動變壓器 鼓勵用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級線圈由兩個結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接而成， 相當(dāng)于變壓器的副邊， 差動變壓器是開磁路， 工作是建立在互感根底上的。 其原理及輸出特 性見圖 4-1 。實驗步驟： 1 根據(jù)圖 4-2 接線，將差動變壓器、音頻振蕩器必須LV 輸出、雙蹤示波器連接起來， 組成一個測量線路。開啟主、 副電源，將示波器探頭分別接至差動變壓器的輸入和輸 出端，調(diào)節(jié)差動變壓器源邊線圈音頻振蕩器鼓勵信號峰峰值為2V 。變兩個次級線圈的串接端。圖4-1

3、圖4-2(3) 轉(zhuǎn)動測微頭使測微頭與振動平臺吸合，再向上轉(zhuǎn)動測微頭5mm，使振動平臺往上位移。(4 )向下旋鈕測微頭，使振動平臺產(chǎn)生位移。每位移0.2mm，用示波器讀出差動變壓器輸出端峰峰值填入下表，根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算靈敏度S。S= V/ AX (式中 V為電壓變化， X 為相應(yīng)振動平臺的位移變化)，作出 V-X關(guān)系曲線。讀數(shù)過程中應(yīng)注意初、次級波形的相應(yīng)關(guān)系。X ( mm)5mm4.8mm4.6mm?0.2mm0mm-0.2mm?-4.8mm-5mmVo(p-p)思考題:(1) 根據(jù)實驗結(jié)果，指出線性范圍。(2) 當(dāng)差動變壓器中磁棒的位置由上到下變化時，雙線示波器觀察到的波形相位會發(fā)生 怎樣的

4、變化？(3) 用測微頭調(diào)節(jié)振動平臺位置，使示波器上觀察到的差動變壓器的輸出阻抗端信號為 最小，這個最小電壓是什么？由于什么原因造成？(二) 差動變壓器零剩余電壓的補償實驗實驗單元及附件：音頻振蕩器 測微頭 電橋 差動變壓器差動放大器雙蹤示波器振動平臺主、副電源。旋鈕的初始位置：音頻振蕩器 4KHz8KHz 之間，雙蹤示波器第一通道靈敏度500 mV/div，第二通道靈敏度1V/div，觸發(fā)選擇打到第一通道，差動放大器的增益旋到最大。實驗原理：零殘電壓中主要包含兩種波形成份：1、基波分量。這是由于差動變壓器兩個次級繞組因材料或工藝差異造成等效電路參數(shù)M、 L、 R不同，線圈中的銅損電阻及導(dǎo)磁材料

5、的鐵損，線圈中線間電容的存在，都使得鼓勵電流所產(chǎn)生的磁通不同相。2、高次諧波。主要是由導(dǎo)磁材料化曲線非線性引起，由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，使鼓勵電流與磁通波形不一致，產(chǎn)生了非正弦波主要是三次諧波磁通，從而在二次繞組中感應(yīng)出非正弦波的電動勢。減少零殘電壓的方法有：a從設(shè)計和工藝制作上盡量保證線路和磁路的對稱；b采用相敏檢波電路；c選用補償電路。實驗步驟：圖4-31按圖4-3接線，音頻振蕩必須從 LV插口輸出，W1、W2、C、r，為電橋單元中調(diào)平 衡網(wǎng)絡(luò)。2開啟主、副電源，利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度鈕使示波器一通道顯示出 為2V峰一峰值。調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率，使示波器二通道波形不失真。3調(diào)整

6、測微頭，使差動放大器輸出電壓最小。4依次調(diào)整 W1、W2，使輸出電壓進一步減小，必要時重新調(diào)節(jié)測微頭，盡量使 輸出電壓最小。5將二通道的靈敏度提高，觀察零點剩余電壓的波形，注意與鼓勵電壓波開相比較。經(jīng)過補償后的剩余電壓波形：為波形，這說明波形中有分量6經(jīng)過補償后的剩余電壓大小與未經(jīng)補償剩余電壓相比擬。7實驗完畢后，關(guān)閉主、副電源?？记绊氈?1由于該補償線路要求差動變壓器的輸出必須懸浮。因此次級輸出波形難以用一 般示波器來看，要用差動放大器使雙端輸出轉(zhuǎn)換為單端輸出。2 音頻信號必須從 LV端插口引出。三差動變壓器的標(biāo)定實驗實驗單元及附件:音頻振蕩器電橋 F/V表差動放大器差動變壓器示波器主、副電

7、源移相器相敏檢波器低通濾波器測微頭旋鈕初始位置：音頻振蕩 4KHz-8KHz，差動放大器的增益打到最大，F(xiàn)/V表置2V檔，主、副電源關(guān)閉實驗步驟：1按圖4-4接好線路。wnftas圖4-42裝上測微頭，上下調(diào)整使差動變壓器鐵芯處于線圈中段位置。3開啟主、副電源，利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕，使鼓勵電壓幅峰峰 值為2V。4利用示波器和電壓表，調(diào)整各調(diào)零及平衡電位器，使電壓表指示為零。5給梁一個較大的位移，調(diào)整移相器，使電壓表指數(shù)為最大，同時可用示波器觀察相敏檢波器的輸出波形。V-X曲線，并求6旋轉(zhuǎn)測微頭，每隔0.1mm讀數(shù)記錄實驗數(shù)據(jù)，填入下表，作出出靈敏度。X(mm)V(mV)四差動變壓

8、器的應(yīng)用一振幅測量實驗單元及附件：音頻振蕩器差動放大器差動變壓器 移相器 相敏檢波器低通濾波器激振器測微頭 電橋 F/V表 示波器 主、副電源。旋鈕初始位置：音頻振蕩 4KHz8KHz，差動放大器增益最大，低頻振蕩器頻率最小，幅度旋鈕置中。實驗步驟：1 按圖4-4接線，調(diào)節(jié)測微頭遠(yuǎn)離振動臺不用測微頭將低頻振蕩器輸出Vo接入激振振動臺線圈一端，線圈另一端接地，開啟主副電源，頻率從最小慢慢調(diào)大，讓振動臺起振并幅度適中如振動幅度太小可調(diào)大幅度旋鈕2將音頻鈕置5KHz，幅度鈕置2Vp-p。用示波器觀察各單元即：差放、檢波、低通輸出的波形示波器 X軸掃描為5-10ms/div，丫軸CH1或CH2旋鈕打到

9、0.22V 。3保持低頻振蕩器幅度不變，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率，用示波器觀察低濾波器的 輸出，讀出峰-峰電壓值記下實驗數(shù)據(jù)填入下表：F(Hz)34567810122025Vp-p(V)根據(jù)實驗結(jié)果作出梁的振幅一頻率幅頻特性曲線，指出振動平臺自振頻率諧振頻率的大致值，并與用應(yīng)變片測出實驗的結(jié)果相比擬。4 實驗完畢，關(guān)閉主、副電源?？记绊氈哼m中選擇低頻激振電壓，以免振動平臺在自振頻率附近振幅過大。(五) 差動變壓器的應(yīng)用一電子秤實驗單元及附件:音頻振蕩器差動放大器移相器相敏檢波器低通濾波器F/V表電橋 砝碼振動平臺主、副電源。旋鈕初始位置:音頻振湯器5KHz、F/V表打到2V檔。實驗步驟:(1)按

10、圖4-4接線，開啟主、副電源，利用示波器觀察調(diào)節(jié)音頻振蕩器的幅度鈕，使音 頻振蕩器的輸出為峰一峰值 2V。(2 )將測量系統(tǒng)調(diào)零：按住振動梁(雙平行梁)的自由端。旋轉(zhuǎn)測微頭遠(yuǎn)離振動梁自由端。將F/V表的切換開關(guān)置20V檔，示波器X軸掃描時間切換到0.1 0.5ms，Y軸CH1和CH(2)切換開關(guān)置5V/div,音頻振蕩器的頻率旋鈕置 5KHz，幅度旋鈕置中間幅度。開啟主、副電源， 調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)中的 W1和W2，使F/V表和示波器顯示最小，再把 F/V表和示波器Y軸的切換開關(guān) 分別置2V檔和50mv/div，細(xì)調(diào)W1和W2及差動放大器調(diào)零旋鈕，使F/V表的顯示值最小，示波器的波形為一條水平線(F/V表顯示值與示波器圖形不完全相符時二者兼顧即可)。現(xiàn)用手按住梁產(chǎn)生一個大位移。調(diào)節(jié)移相器的移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波的圖形。放手后，梁復(fù)原，示波 器圖形根本成一條直線，否那么調(diào)節(jié)(3) 適當(dāng)調(diào)整差動放大器的放大倍數(shù)，使在秤臺上放上適量砝碼時電壓表指示不溢出(4 )去掉砝碼，必要的話將