差动变压器的性能(自检实验二)剖析.doc

实 验 报 告实验项目名称：差动变压器的性能 同组人 试验时间 年 月 日，星期 ， 节 实验室 K2，508传感器实验室 指导教师 一、 实验目的了解差动变压器原理、位移特性、零点残余电压补偿方法、振动测量的方法二、 实验原理差动变压器是把被测的非电量变化转换成线圈互感量得变化这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动的形式连接，故称之为差动变压器图2.1 螺线管式差动变压器如图2.1所示，1-活动衔铁；2-导磁外壳；3-骨架；4-匝数为W1初级绕组；5-匝数为W2a次级绕组；6-匝数W2b次级绕组设为一次一次绕组激励电压；、分别为一次绕组与两个二次绕组间的互感；为一次绕组的电感；为一次绕组的有效电阻当次级开路时，初级线圈激励电流为：根据电磁感应定律，两个次级绕组的感应电动势分别为：、次级绕组反相串联后的电势差为：由上面公式可得差动变压器输出电压特性，如图2.2图2.2 差动变压器输出电压特性曲线差动变压器往往会产生零点残余电压，主要原因是：1、由于两个二次测量线圈的等效参数不对称，使其输出的基波感应电动势的幅值和相位不同，调整磁芯位置时，也不能达到幅值和相位同时相同。

2、由于铁芯的B-H特性的非线性，产生高次谐波不同，不能相互抵消为减小零点残余电压，我们一般会做如下措施：1、在设计和工艺上，力求做到磁路对称，线圈对称，铁芯材料均匀2、在电路上进行补偿，一般会加串联电阻、并联电容、反馈电阻或反馈电容等三、所需单元及部件： 1、STIM-01模块、STIM-08模块、STIM-02模块、STIM-03模块、差动变压器 2、1-10KHZ音频信号、1-30HZ低频信号、示波器 3、电子连线若干四、实验步骤：1、（1）将信号发生器LF/AF按钮置于AF位置，并用示波器观察输出波形，将输出波形频率调节到4KHZ，幅值调节调节至Vp-p=5V2）按图30.3连接好各实验模块，接上各模块电源3）调节STIM-08模块的差分放大增益适中，将输出波形调节到一个合适的范围若出现削波现象则适当减小增益）（4）将差动变压器放置在STIM-08模块的支架上，活动衔铁轴连接测微头调节差动变压器与测微头的位置，观察示波器使输出信号的幅值为最小，固定传感器和测微头5）按表2-1要求分别将测微头往外旋转和往内旋转，每旋转0.5mm读取示波器数据将数据记录在以下表格中。

表2-1差动变压器位移特性实验数据记录表位移（mm）0.511.522.533.544.55VOUT1（mv）位移（mm）-0.5-1-1.5-2-2.5-3-3.5-4-4.5-5VOUT1（mv）（7）按零点补偿实验连接好各实验模块，接上各模块电源调节（RP1）和(RP2)，通过示波器B通道观察输出的电动势幅值近似为零8）旋转测微头使衔铁左右分别移动一个相同的距离（距离不大于5mm），用示波器观察系统输出是否对称如果不对称则需要反复调节衔铁的位置、零点补偿电桥、移相器，使输出信号正负对称2.（1）按图31-1差动变压器振动测量实验连接好各实验模块差动变压器初级的激励电源由STIM-08模块上的AF提供，频率在4-5KHZ之间通过振幅调节（RP3）调节激励电源的幅值为Vp-p=5V2）将差动变压器安装STIM-03模块的支架上，将活动衔铁与振动盘中间轴连接，调节衔铁的位置，观察示波器通道B是输出信号的幅值为最小，固定传感器3）检查无误后接上各模块电源将信号发生器LF/AF按钮置于LF位置，并用示波器观察输出波形的振幅，调节LF振荡器幅值调节旋钮，使Vp-p=8V将LF输出信号接到STIM-03模块。

4）通过调节STIM-02模块上的移相器使STIM-02模块OUT2输出为全波整流波形5）调节STIM-03模块的振幅调节旋钮，保持振动源振幅不变调节实训台上LF振荡器“+”“-”来改变振动频率每改变3Hz记录一个数据，将数据记录在表2-2中 表2-2差动变压器振动定幅调频实验数据记录表频率（Hz）36912151821242730输出电压Vp-p(mv)（6）保持频率不变（使LF振荡器输出F=15Hz），按下面的表格调节实训台上LF振荡器振幅调节旋钮或STIM-03模块的振幅调节旋钮，改变LF_OUT的Vp-p值，并将对应的数据记录在表2-3中表2-3差动变压器振动定频调幅实验数据记录表LF_OUTVp-p（v）6789101112131415输出电压Vp-p(mv) AF振荡器频率4KHzVp-p=5V示波器B通道示波器A通道图30.3 差动变压器位移特性实验接线图示波器B通道示波器A通道LF振荡器Vp-p=8V图31.1 差动变压器振动测量实验接线图五、思考（1）根据实验结果，指出线性范围2）当差动变压器中磁棒的位置由上到下变化时，双线示波器观察到的波形相位会发生怎样的变化？ （3）用测微头调节振动平台位置，使示波器上观察到的差动变压器的输出端信号为最小，这个最小电压称作什么？由于什么原因造成？六、X-V曲线（用坐标纸）七、实验小结指导教师批阅及成绩指导教师签名： 年 月 日。