一 差動變壓器的性能實驗

1、實驗三 電磁式傳感器（一） 差動變壓器的性能實驗一、實驗目的：了解差動變壓器的工作原理和特性。二、基本原理：差動變壓器同一只初級線圈和二只次級線圈及一個鐵芯組成，根據(jù)內(nèi)外層排列不同，有二段式和三段式，本實驗采用三段式結(jié)構(gòu)。當傳感器隨著被測體移動時，由于初級線圈和次級線圈之間的互感發(fā)生變化促使次級線圈感應電勢產(chǎn)生變化，一只次級感應電勢增加，另一只感應電勢則減少，將兩只次級反向串接(同名端連接)，就引出差動輸出。其輸出電勢反映出被測體的移動量。三、需用器件與單元：差動變壓器實驗模板、測微頭、雙線示波器、差動變壓器、電感式傳感器、音頻信號源(音頻振蕩器)、直流電源、萬用表。四、實驗步驟：1、根據(jù)圖3

2、-1，將差動變壓器裝在差動變壓器實驗模板上。 圖3-1 差動變壓器電容傳感器安裝示意圖2、在模塊上近圖3-2接線，音頻振蕩器信號必須從主控箱中的Lv端子輸出，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率，輸出頻率為45KHz(可用主控箱的數(shù)顯表的頻率檔Fin輸入來監(jiān)測)。調(diào)節(jié)幅度使輸出幅度為峰一峰值 Vp-p=2V(可用示波器監(jiān)測：X軸為0.25ms/div、Y軸CH1為1V/div、CH2為20mv/div)。判別初次級線圈及次級線圈同名端方法如下：設任一線圈為初級線圈，并設另外兩個線圈的任一端為同名端，按圖3-2接線。當鐵芯左、右移動時，觀察示波器中顯示的初級線圈波形，次級線圈波形，當次級波形輸出幅值變化很大，基

3、本上能過零點，而且相位與初級圈波形(Lv音頻信號Vp-p=2V波形)比較能同相和反相變化，說明已連接的初、次級線圈及同名端是正確的，否則繼續(xù)改變連接再判別直到正確為止。圖中(1)、(2)、(3)、(4)為模塊中的實驗插孔。圖3-2 雙線示波與差動變壓器連結(jié)示意圖3、旋動測微頭，使示波器第二通道顯示的波形峰一峰值Vp-p為最小。這時可以左右位移，假設其中一個方向為正位移，則另一方向移為負。從Vp-p最小開始旋動測微頭，每隔0.2mm從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值填入下表(3-1)。再從Vp-p最小處反向位移做實驗，在實驗過程中，注意左、右位移時，初、次級波形的相位關(guān)系。表(3-1)差動變壓器位

4、移X值與輸出電壓Vp-p數(shù)據(jù)表X(mm)無數(shù)據(jù)-0mm1.53.04.56.07.5V(mv)2332482642883123364、實驗過程中注意差動變壓輸出的最小值即為差動變壓器的零點殘余電壓大小。根據(jù)表4-1畫出Vop-p-X曲線，作出量程為1mm、3mm靈敏度和非線性誤差。 axis(0 7.5 233 336 );coords=0,1.5,3.0,4.5,6.0,7.5;233,248,264,288,312,366;grid;hold;plot(coords(1,:),coords(2,:),*);x=coords(1,:)y=coords(2,:)b=size(coords);c

5、=ones(1,b(2);MT=c;x;M=MT;f=inv(MT*M)*MT*yy=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1)x=-max(x):0.01:max(x);y=f(1)+f(2)*x;mistake=max(x-y)/(max(y)-min(y);fprintf(傳感器的系數(shù)靈敏度S=%5.3f%n,abs(f(2);fprintf(非線性誤差f=%5.3f%n,mistake);plot(x,y);xlabel(x/mm);ylabel(V/mv);title(差動變壓器的性能試驗);legend(y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1);計算結(jié)果:ans =y=16.781x+222.2381傳感器的系數(shù)靈敏度S=16.781%非線性誤差f=-0.413%五、思考題：1）用差動變壓器測量較高頻率的振幅，例如1KHz的振動幅填，可以嗎？差動變壓器測量頻率的上限受到什么影響？答:可以,受鐵磁材料磁感應頻率響應上限影響。2）試分析差動變壓器與一般電源變壓器的異同？答：差動變壓器一般用于作為檢測元件，而一般變壓器作為電源變換部件或者信號轉(zhuǎn)換部件；差動變壓器由一只初級線圈和兩只次級線圈及鐵心組成，當傳感器隨著被測物體移動時，由于初級線圈和次級線圈之間