因而差動(dòng)變壓器輸出電壓為零課件

1、傳感與檢測技術(shù)項(xiàng) 目 三項(xiàng)目三 電感式傳感器的應(yīng)用一差動(dòng)變壓器在位移檢測中的應(yīng)用二電渦流傳感器在轉(zhuǎn)速檢測中的應(yīng)用任務(wù)一 差動(dòng)變壓器在位移檢測中的應(yīng)用 任務(wù)書 數(shù)控機(jī)床加工了一批工件，要對工件尺寸進(jìn)行檢測是否達(dá)到加工要求的精度，可以使用電感式傳感器構(gòu)成測微儀進(jìn)行檢測。工件的尺寸變化將引起電感測微儀的測微頭位移發(fā)生變化，所以電感測微儀可以看做是一個(gè)測量位移的電感式傳感器。 直流差動(dòng)變壓器式角位移傳感器 - RVIT-15-120I角位移傳感器TD系列線性差動(dòng)變壓器式位移傳感器 一、差動(dòng)變壓器 差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)原理圖 1-一次繞組 2-二次繞組 3-銜鐵 4-頂桿 當(dāng)一次線圈加入激勵(lì)電源后，其二次線圈

2、會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。當(dāng)銜鐵處于中間位置，互感系數(shù)相等，兩個(gè)線圈的互感相等 。兩個(gè)二次繞組反向串聯(lián)，因而差動(dòng)變壓器輸出電壓為零。當(dāng)銜鐵隨被測量移動(dòng)而偏離中間位置時(shí)，互感系數(shù)不等，兩個(gè)線圈的電感一個(gè)增加，一個(gè)減少，形成差動(dòng)式形式，因此M1、 M2不再相等，經(jīng)測量電路轉(zhuǎn)換成一定的輸出電壓值。銜鐵移動(dòng)方向不同，輸出電壓的極性也不同。 差動(dòng)變壓器輸出特性采用相敏檢波電路和差動(dòng)整流電路辨別被測物體的移動(dòng)方向。1.認(rèn)識本任務(wù)所需設(shè)備二、差動(dòng)變壓器在位移檢測中的應(yīng)用2差動(dòng)變壓器測量微小位移的工作原理 差動(dòng)變壓器由一個(gè)一次繞組和兩只二級繞組及一個(gè)鐵芯組成。鐵芯連接被測物體，移動(dòng)繞組中的鐵芯，由于一級繞組和二級繞組

3、之間的互感發(fā)生變化促使二級繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢發(fā)生變化，一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢增加，另一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢則減小，將兩個(gè)二級繞組反向串接（本訓(xùn)練中同名端連接）引出差動(dòng)輸出。輸出電壓的變化反映了被測物體的移動(dòng)量。1根據(jù)圖12-1將差動(dòng)變壓器安裝在差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K上。差動(dòng)變壓器安裝圖 2將傳感器引線插頭插入實(shí)驗(yàn)?zāi)K的插座中，音頻信號由信號源的“Us100”處輸出，打開實(shí)驗(yàn)臺電源，調(diào)節(jié)音頻信號的頻率和幅度（用示波器監(jiān)測），使輸出信號頻率為4-5KHz，幅度為Vp-p=2V，按圖12-2接線（1、2接音頻信號，3、4為差動(dòng)變壓器輸出，接放大器輸入端）。3用示波器觀測Uo的輸出，旋動(dòng)測微頭，使上位機(jī)觀測到的波形峰峰值V

4、p-p為最小，這時(shí)可以左右位移，假設(shè)其中一個(gè)方向?yàn)檎灰?，另一個(gè)方向位稱為負(fù)，從Vp-p最小開始旋動(dòng)測微頭，每隔0.2mm從上位機(jī)上讀出輸出電壓Vp-p值，填入下表，再從Vp-p最小處反向位移做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，注意左、右位移時(shí)，初、次級波形的相位關(guān)系。4實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備 Vp-p(mV)X(mm)1.認(rèn)識本任務(wù)所需設(shè)備三、拓展與訓(xùn)練（1）將差動(dòng)變壓器安裝在差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K上，并且將傳感器引線插頭插入實(shí)驗(yàn)?zāi)K的插座中。按照圖3-28接線，將相敏檢波電路接入。圖3-28 帶相敏檢波電路的差動(dòng)變壓器系統(tǒng)接線圖（2）檢查連線無誤后，打開實(shí)驗(yàn)臺電源，調(diào)節(jié)信號源輸出頻率，使

5、二次繞組波形不失真，用手將中間鐵芯移至最左端，然后調(diào)節(jié)移相器，使移相器的輸入輸出波形正好是同相或反相時(shí)，將鐵心重新安裝到位移裝置上，用測微頭將鐵芯置于線圈中部，用示波器觀察差分放大器輸出最小，調(diào)節(jié)電橋Rw1、Rw2電位器使系統(tǒng)輸出電壓為零。（3）用測微頭分別帶動(dòng)鐵芯向左和向右移動(dòng)1mm，每位移0.2mm記錄一電壓值并填入表3-2中。 （4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。位移mm電壓V傳感器與檢測技術(shù)項(xiàng) 目 三項(xiàng)目三 電感式傳感器的應(yīng)用一差動(dòng)變壓器在位移檢測中的應(yīng)用二電渦流傳感器在轉(zhuǎn)速檢測中的應(yīng)用任務(wù)書對某機(jī)床上傳動(dòng)的齒輪進(jìn)行轉(zhuǎn)速檢測，對于金屬類的旋轉(zhuǎn)物體通?？梢赃x擇電渦流傳感器，

6、這種傳感器適用于檢測金屬物體，測量精度高。任務(wù)二 電渦流傳感器在轉(zhuǎn)速檢測中的應(yīng)用2022/8/718 當(dāng)電渦流線圈與金屬板的距離x 減小時(shí)，電渦流線圈的等效電感L 減小，等效電阻R 增大。感抗XL 的變化比 R 的變化 大 得 多，流過電渦流線圈的電流 i1 增大。 電渦流效應(yīng)2022/8/719 集膚效應(yīng)與激勵(lì)源頻率f、工件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率等有關(guān)。頻率f越高，電渦流的滲透的深度就越淺，集膚效應(yīng)越嚴(yán)重。 當(dāng)高頻（100kHz左右）信號源產(chǎn)生的高頻電壓施加到一個(gè)靠近金屬導(dǎo)體附近的電感線圈L1時(shí)，將產(chǎn)生高頻磁場H1。如被測導(dǎo)體置于該交變磁場范圍之內(nèi)時(shí)，被測導(dǎo)體就產(chǎn)生電渦流i2。i2在金屬導(dǎo)體的縱深

7、方向并不是均勻分布的，而只集中在金屬導(dǎo)體的表面，這稱為集膚效應(yīng)（也稱趨膚效應(yīng)）。 電渦流線圈受電渦流影響時(shí)的等效阻抗Z的函數(shù)表達(dá)式為： Z=R+jL=f（i1、f、r、x）集膚效應(yīng)2022/8/720 檢測深度的控制：由于存在集膚效應(yīng)，電渦流只能檢測導(dǎo)體表面的各種物理參數(shù)。改變f，可控制檢測深度。激勵(lì)源頻率一般設(shè)定在100kHz1MHz。頻率越低，檢測深度越深。 間距x的測量：如果控制上式中的i1、f、r不變，電渦流線圈的阻抗Z就成為間距x的單值函數(shù)，這樣就成為非接觸地測量位移的傳感器。 多種用途：如果控制x、i1、f不變，就可以用來檢測與表面電導(dǎo)率有關(guān)的表面溫度、表面裂紋等參數(shù)，或者用來檢測

8、與材料磁導(dǎo)率有關(guān)的材料型號、表面硬度等參數(shù)。 等效阻抗與非電量的測量 2022/8/721 1電渦流線圈 2探頭殼體 3殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋 4印制線路板 5夾持螺母 6電源指示燈 7閾值指示燈 8輸出屏蔽電纜線 9電纜插頭 電渦流探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.認(rèn)識本任務(wù)中的傳感器技能訓(xùn)練：電渦流傳感器在轉(zhuǎn)速檢測中的應(yīng)用 轉(zhuǎn)動(dòng)源上的直流電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤邊緣均勻12個(gè)小孔，其中6個(gè)孔是空的，6個(gè)孔是塞入小磁鐵的，并且空孔和小磁鐵間隔分布，當(dāng)空孔經(jīng)過電渦流傳感器下方時(shí)，電渦流傳感器模塊輸出電壓較高（高電平），當(dāng)小磁鐵經(jīng)過電渦流傳感器時(shí)，電渦流傳感器模塊輸出電壓較低（低電平），形成一個(gè)脈沖信號，轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)

9、動(dòng)一圈，共輸出六個(gè)脈沖信號。將脈沖信號送入頻率/轉(zhuǎn)速計(jì)計(jì)數(shù)顯示。轉(zhuǎn)速與脈沖信號頻率之間的關(guān)系。2.測速原理驅(qū)動(dòng)電壓(V)4v6v8v10v12v16v20v24v轉(zhuǎn)速(rpm)（1）電渦流傳感器安裝到轉(zhuǎn)動(dòng)源傳感器支架上，引出線接電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K，使電渦流傳感器距離直流電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的檢測點(diǎn)（小磁鐵）2-3mm。 （2）將電渦流傳感器模塊的輸出接至頻率/轉(zhuǎn)速計(jì)，頻率/轉(zhuǎn)速計(jì)選擇“轉(zhuǎn)速”輸出。（3）將直流電源接至轉(zhuǎn)動(dòng)源的直流輸入端，將直流電源選擇開關(guān)撥至+4V，合上主控臺電源。 直流電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤開始旋轉(zhuǎn)，頻率/轉(zhuǎn)速計(jì)讀數(shù)從零開始上升；（4）將直流電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，觀察頻率/轉(zhuǎn)速計(jì)的讀數(shù)。待

10、頻率/轉(zhuǎn)速計(jì)讀數(shù)保持穩(wěn)定，將轉(zhuǎn)速值填入表中。（5）將直流電源選擇開關(guān)撥至+6V，直流電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，記錄頻率/轉(zhuǎn)速計(jì)的讀數(shù)。（6）將直流電源選擇開關(guān)撥至+8V、+10V、12V（6）、16V（8）、20V（10）、24V，直流電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后，記錄頻率/轉(zhuǎn)速計(jì)的讀數(shù)。表3-4 不同驅(qū)動(dòng)電壓下的電機(jī)轉(zhuǎn)速（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。3.訓(xùn)練步驟1.認(rèn)識本任務(wù)中設(shè)備拓展與練習(xí)二. 電渦流傳感器檢測位移的工作原理電渦流傳感器的線圈阻抗與金屬導(dǎo)體到電渦流線圈的距離X有關(guān)。保持 i1、 f、r 不變，則Z=f（x），電渦流線圈的阻抗只和金屬導(dǎo)體和電渦流線圈之間的位移成正比。3.訓(xùn)練步驟（1）按圖3-38安裝電渦流傳感器。（2）在測微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓盤，作為電渦流傳感器的被測體。調(diào)節(jié)測微頭，使鐵質(zhì)金屬圓盤的平面貼到電渦流傳感器的探測端，固定測微頭。（3）按圖3-39所