12291271 --朱丽红--传感器实验报告

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1、电气工程学院传感器原理与应用技术实验报告姓　　名：　　　　　　　学号：同组人：指导教师：张和生实验日期：2015年1月24日传感器实验成绩评定表姓名朱丽红学号12291271实验名称：【一】差动变压器实验【二】电容式传感器性能测试实验实验验收或提问记录：成绩评定依据：实验预习报告及方案设计情况（30％）：实验考勤情况（15％）：实验操作情况（30％）：实验总结报告与答辩情况（25％）：最终评定成绩：指导教师签字：年月日差动变压器的性能实验姓名：朱丽红学号：12291271指导教师：张和生一、实验目的：了解差动变压器的工作原理

2、和特性。二、实验预习：差动变压器由一只初级线圈和二只次线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。当传感器随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接（同名端连接），就引出差动输出。其输出电势反映出被测体的移动量。三、实验仪器与设备差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器、差动变压器、音频信号源、直流电源（音频振荡器）、万用表。四、实验步骤：1、根据图3－1，将差动变压器装在差动变压器实

3、验模板上。图3－1差动变压器电容传感器安装示意图2、在模块上按图3－2接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的Lv端子输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为4－5KHz（可用主控箱的频率表输入Fin来监测）。调节输出幅度为峰－峰值Vp-p＝2V（可用示波器监测：X轴为0.2ms/div）。图中1、2、3、4、5、6为连接线插座的编号。接线时，航空插头上的号码与之对应。当然不看插孔号码，也可以判别初次级线圈及次级同名端。判别初次线图及次级线圈同中端方法如下：设任一线圈为初级线圈，并设另外两个线圈的任一端为同名端，按图3－2接线。当

4、铁芯左、右移动时，观察示波器中显示的初级线圈波形，次级线圈波形，当次级波形输出幅度值变化很大，基本上能过零点，而且相应与初级线圈波形（Lv音频信号Vp-p＝2ｖ波形）比较能同相或反相变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接再判别直到正确为止。图中（1）、（2）、（3）、（4）为实验模块中的插孔编号。1、旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形峰－峰值Vp-p为最小，这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，另一个方向位称为负，从Vp-p最小开始旋动测微头，每隔0.2mm从示波器上读出输出电压Vp-p值

5、，填入下表3－1，再人Vp-p最小处反向位移做实验，在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。图3－2双踪示波器与差动变压器连结示意图2、实验过程中注意差动变压器输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压大小。根据表3－1画出Vop-p－X曲线，作出量程为±1mm、±3mm灵敏度和非线性误差。五、实验数据及分析表（3－1）差动变压器位移X值与输出电压数据表X(mm)-1.00-0.80-0.60-0.40-0.2000.200.400.600.801.00V(mv)172014401240960720580760

6、1040128015201760数据处理：应用最小二乘法对负半轴进行求解，解得a=-1163，b=529故灵敏度为1163Mv/mm非线性误差为实测特性曲线与理想线性曲线之间的最大偏差与满量程的比,经过计算，当x=0时，m最大，为51，满量程为1692mV，故51/1692=3.01%同理对正半轴进行求解，a=1203，b=556，当x=0.2时，m最大，为36.6，满量程为1759Mv,故36.6/1759=2.08%实验截图三、思考题：1、用差动变压器测量较高频率的振幅，例如1KHZ的振动幅值，可以吗？差动变压器测量频率

7、的上限受什么影响？不可以。受铁磁材料磁感应频率响应上限影响。原则上来说没影响，因为即使磁材料不响应的高频，线圈本身的磁场还是有互感现象，只不过早已偏离了线性区域了，得到的结论也不准了，需要修正才行。2、试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？异：1)差动变压器一般用于作为检测元件，而一般变压器一般作为电源变换部件或者信号转换部件。2)一般E型变压器的2个E型铁芯（磁芯）是固定在一起不动的紧耦合。而差动变压器的2个E型铁芯（磁芯）随工作需要移动或者旋转。同：一般E型变压器和差动变压器有2个铁芯（磁芯）激励频率对差动变压器特性的

8、影响一、实验目的：了解初级线圈激励频率对差动变压器输出性能的影响。二、基本原理：差动变压器的输出电压的有效值可以近似用关系式：表示,式中LP、RP为初级线圈电感和损耗电阻，Ui、ω为激励电压和频率，M1、M2为初级与两次级间互感系数，由关系式可以看出，当初级线圈激励频率太低时，若RP2＞ω