差动变压器测位移实验

差动变压器测位移实验

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1、WORD格式整理实验十四差动变压器测位移实验一、实验目的:了解差动变压器测位移时的应用方法二、基本原理:差动变压器的工作原理参阅实验十一(差动变压器性能实验)。差动变压器在应用时要想法消除零点残余电动势和死区,选用合适的测量电路,如采用相敏检波电路,既可判别衔铁移动(位移)方向又可改善输出特性,消除测量范围内的死区。图14—1是差动变压器测位移原理框图。图14—1差动变压器测位移原理框图三、需用器件与单元:主机箱中的±2V~±10V(步进可调)直流稳压电源、±15V直流稳压电源、音频振荡器、电压表;差动变压器、差动变压器实验模板、

2、移相器/相敏检波器/低通滤波器实验模板;测微头、双踪示波器。四、实验步骤:1、相敏检波器电路调试:将主机箱的音频振荡器的幅度调到最小(幅度旋钮逆时针轻轻转到底),将±2V~±10V可调电源调节到±2V档,再按图14—2示意接线,检查接线无误后合上主机箱电源开关,调节音频振荡器频率f=5kHz,峰峰值Vp-p=5V(用示波器测量。提示:正确选择双踪示波器的“触发”方式及其它设置,触发源选择内触发CH1、水平扫描速度TIME/DIV在0.1mS~10µS范围内选择、触发方式选择AUTO;垂直显示方式为双踪显示DUAL、垂直输入耦合方式

3、选择直流耦合DC、灵敏度VOLTS/DIV在1V~5V范围内选择。当CH1、CH2输入对地短接时移动光迹线居中后再去测量波形。)。调节相敏检波器的电位器钮使示波器显示幅值相等、相位相反的两个波形。到此,相敏检波器电路已调试完毕,以后不要触碰这个电位器钮。关闭电源。学习参考资料分享WORD格式整理图14—2相敏检波器电路调试接线示意图1、调节测微头的微分筒,使微分筒的0刻度值与轴套上的10mm刻度值对准。按图14—3示意图安装、接线。将音频振荡器幅度调节到最小(幅度旋钮逆时针轻转到底);电压表的量程切换开关切到20V档。检查接线无误

4、后合上主机箱电源开关。图14—3差动变压器测位移组成、接线示意图3、调节音频振荡器频率f=5KHz、幅值Vp-p=2V(用示波器监测)。4、松开测微头安装孔上的紧固螺钉。顺着差动变压器衔铁的位移方向移动测微头的安装套(左、右方向都可以),使差动变压器衔铁明显偏离L1初级线圈的中点位置,再调节移相器的移相电位器使相敏检波器输出为全波整流波形(示波器CH2的灵敏度学习参考资料分享WORD格式整理VOLTS/DIV在1V~50mV范围内选择监测)。再慢悠悠仔细移动测微头的安装套,使相敏检波器输出波形幅值尽量为最小(尽量使衔铁处在L1初级

5、线圈的中点位置)并拧紧测微头安装孔的紧固螺钉。5、调节差动变压器实验模板中的RW1、RW2(二者配合交替调节)使相敏检波器输出波形趋于水平线(可相应调节示波器量程档观察)并且电压表显示趋于0V。6、调节测微头的微分筒,每隔△X=0.2mm从电压表上读取低通滤波器输出的电压值,填入下表14。表14差动变压器测位移实验数据X(mm)……-0.200.2……V(mV)07、根据表14数据作出实验曲线并截取线性比较好的线段计算灵敏度S=△V/△X与线性度及测量范围。实验完毕关闭电源开关。五、思考题:差动变压器输出经相敏检波器检波后是否消除

6、了零点残余电压和死区?从实验曲线上能理解相敏检波器的鉴相特性吗?实验十一差动变压器的性能实验一、实验目的:了解差动变压器的工作原理和特性。二、基本原理:差动变压器的工作原理电磁互感原理。差动变压器的结构如图11—1所示,由一个一次绕组1和二个二次绕组2、3及一个衔铁4组成。差动变压器一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化,即绕组间的互感随被测位移改变而变化。由于把二个二次绕组反向串接(*同名端相接),以差动电势输出,所以把这种传感器称为差动变压器式电感传感器,通常简称差动变压器。当差动变压器工作在理想情况下(忽略涡流损耗、磁滞损

7、耗和分布电容等影响),它的等效电路如图11—2所示。图中U1为一次绕组激励电压;M1、M2分别为一次绕组与两个二次绕组间的互感:L1、R1分别为一次绕组的电感和有效电阻;L21、L22分别为两个二次绕组的电感;R21、R22分别为两个二次绕组的有效电阻。对于差动变压器,当衔铁处于中间位置时,两个二次绕组互感相同,因而由一次侧激励引起的感应电动势相同。由于两个二次绕组反向串接,所以差动输出电动势为零。当衔铁移向二次绕组L21,这时互感M1大,M2小,学习参考资料分享WORD格式整理图11—1差动变压器的结构示意图图11—2差动变压器

8、的等效电路图因而二次绕组L21内感应电动势大于二次绕组L22内感应电动势,这时差动输出电动势不为零。在传感器的量程内,衔铁位移越大,差动输出电动势就越大。同样道理,当衔铁向二次绕组L22一边移动差动输出电动势仍不为零,但由于移动方向改变,所以输出电

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