华中科技大学-检测技术实验报告.doc

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1、电气学科大类2007级《信号与控制综合实验》课程实验报告基本实验三:检测技术基本实验姓名徐浩泽学号U专业班号07提高班指导教师李红斌日期2010年1月13日实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容实验分值评分实验二十二差动变压器的标定（一）了解相敏检波器工作原理（二）差动变压器性能检测（三）差动变压器零残电压的补偿设计性实验实验名称/内容实验分值评分位置传感器的设计(基于光电器件的角度位置检测装置)教师评价意见总分目录基本实验三:检测技术基本实验1实验评分表-1-目录-2-实验报告-3-实验二十二差动变压器

2、的标定-3-一、实验目的-3-二、实验原理-3-三、实验所需部件-4-四、实验仪器设备-4-五、实验步骤-4-六、实验结果分析-5-位置传感器的设计-11-——基于光电器件的角度、位置检测装置-11-一、设计目的-11-二、设计方案-11-三、实验所需仪器设备-14-四、实验步骤-14-五、实验结果-14-实验报告实验二十二差动变压器的标定一、实验目的通过实验学习差动变压测试系统的组成和标定方法。二、实验原理1、零点残电压由于零残电压的存在会造成差动变压器零点附近的不灵敏区，电压经过放大器会使放大器末级趋向饱和，影响

3、电路正常关系，因此必须采用适当的方法进行补偿。零残电压中主要包含两种波形成份：（1）、基波分量：这是由于差动变压器两个次级绕组因材料或工艺差异造成等效电路参数（M、L、R）不同，线圈中的铜损电阻及导磁材料的铁损，线圈中线间电容的存在，都使得激励电流与所产生的磁通不同相。（2）、高次谐波：主要是由导磁材料磁化曲线非线性引起，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使激励电流与磁通波形不一致，产生了非正弦波（主要是三次谐波）磁通，从而在二次绕组中感应处非正弦波的电动势。2、减少零残电压的办法有：（1）、从设计和工艺制作上尽量保证线

4、路和磁路的对程；（2）、采用相敏检波电路；（3）、选用补偿电路。3、相敏检波器图表1相敏检波器电路相敏检波器工作原理：相敏检波电路如图表1所示，图①为输入信号端，②为交流参考电压输入端，③为输出端。④为直流参考电压输入端。⑤、⑥为整形电路将正弦信号转换成的方波信号，使相敏检波器中的电子开关正常工作。当②、④端输入控制电压信号时，通过差动放大器的作用使D和J处于开关状态，从而把①端输入的正弦信号转换成半波整流信号。三、实验所需部件差动变压器、音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表、示波器、

5、测微仪四、实验仪器设备CSY10A型传感器系统实验仪一台TDS210数字示波器一台五、实验步骤（一）了解相敏检波器工作原理1、用示波器两通道观察相敏检测器插口⑤、⑥的波形。可以看出，相敏检波器中整形电路的作用是将输入的正弦波转换成方波，使相敏检波器中的电子开关能正常工作。2、用示波器两通道观察相敏检测器①、②端口的波形，适当调节音频振荡器幅值旋钮和移相器“移相”旋钮，观察当输入信号与参考信号的相位改变180°时，示波器中波形变化和电压表电压值变化。可以看出，当相敏检波器的输入信号和开关信号反相时，输出为正极性的全波整

6、流信号，电压表指示正极性方向最大值，反之，则输出负极性的全波整流波形，电压表指示负极性的最大值。（二）差动变压器性能检测1、按下图接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV端功率输出。2、音频振荡器输出频率5KHz，输出值VP-P值2V。3、用手提变压器磁芯，观察示波器第二通道的波形是否能过零翻转，以判断两个次级线圈的联接方式，如不能过零翻转，则需改变两个次级线圈的串接端，使两个次级线圈反向串联。（三）差动变压器零残电压的补偿1、根据上图接线，差动放大器增益调到最大，音频LV端输出VP-P值2V，调节音频振荡器频率

7、，使示波器二通道波形不失真。2、调节测微仪带动衔铁在线圈中运动，使差动放大器输出电压最小，调整电桥网络WDWA电位器，使输出更趋减小。3、提高示波器第二通道灵敏度，将零残电压波形与激励电压波形比较，观察零点残余电压的波形，说明经过补偿后的零残电压主要是什么分量？六、实验结果分析（一）了解相敏检波器工作原理图表2信号源的波形图表30°同相输入的整流波形图表4180°反相输入的整流波形图表5输出端⑤的波形图表6输出端⑥的波形（二）差动变压器性能检测图表7CH1输入信号与CH2输出信号同相位时的波形图表8CH1输入信号与C

8、H2输出信号反相位时的波形图表9过零翻转时的波形（三）差动变压器零残电压的补偿图表10差分放大器输入端的波形图表11差分放大器输入经128次平均后的波形图表12差分放大器的输出波形由差分放大器的输出波形可以看出，经过补偿后的零残电压主要是基波分量。原因分析：1、基波分量是由于差动变压器两个次级绕组因材料或工艺差异造成等效电路参数（M、L、R）不