差动变压器的性能实验(5页).doc

-差动变压器的性能实验院系名称： 理学院 专业班级： 应物1401班 姓 名： 付少华 学 号： 201421020105 差动变压器的性能实验一、实验目的1、了解差动变压器的工作原理和特性。2、熟悉数字示波器的使用。二、实验原理差动变压器由一只初级线圈和二只次级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。在传感器的初级线圈上接入高频交流信号，当初、次中间的铁芯随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感磁通量发生变化促使两个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，将两只次级线圈反向串接(同名端连接)，在另两端就能引出差动电势输出，其输出电势的大小反映出被测体的移动量。三、实验仪器差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器、差动变压器，音频振荡器、直流稳压电源、数字电压表。四、实验内容及步骤1、根据图 1，将差动变压器装在差动变压器实验模板上。图 1 差动变压器安装示意图2、在模块上如图 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旋钮，输出频率为45KHz(可用主控箱的数显频率表来监测调节幅度旋钮使输出幅度为Vp-p=2V5V之间，(可用示波器监测），将差动变压器的两个次级线圈的同名端相连。注：判别初次级线圈及次级线圈同名端的方法如下：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 2接线。当铁芯左、右移动时，分别观察示波器中显示的初、次级线圈波形，当次级波形输出幅值变化很大，基本上能过零点，而且相位与初级圈波形比较能同相和反相变化，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 2中(1)、(2)、(3)、(4)为模块中的实验插座。图 2 双踪示波器与差动变压器连接示意图3、将测微头旋至10mm处，活动杆与传感器相吸合，调整测微头的左右位置，使示波器第二通道显示的波形值Vp-p为最小，并将测量支架顶部的螺钉拧紧，这时可以进行位移性能实验，假设其中一个方向为正位移，则另一方向为负位移。从Vp-p最小处开始旋动测微头，每隔0.2mm从示波器上读出电压Vp-p值并填入表4，再从Vp-p最小处反向旋转测微头，重复实验过程。在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。表 1 差动变压器位移X值与输出电压Vp-p数据表X(mm)10mm+Vp-p(mv)最小4、实验过程中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。根据表 1画出Vp-pX曲线（注意：X-与X+时的Vp-p相位），分析量程为±1mm、±3mm时的灵敏度和非线性误差。五、实验过程截图、数据记录与处理X(mm)7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 8.4 Vp-p(mv)244.0 232.0 216.0 196.0 184.0 164.0 148.0 128.0 X(mm)8.6 8.8 9.0 9.2 9.4 9.6 9.8 10.0 Vp-p(mv)108.0 92.0 76.0 58.0 37.6 21.6 16.0 40.0 X(mm)10.2 10.4 10.6 10.8 11.0 11.2 11.4 11.6 Vp-p(mv)56.0 72.0 88.0 104.0 128.0 144.0 160.0 184.0 X(mm)11.8 12.0 12.2 12.4 12.6 12.8 13.0 Vp-p(mv)200.0 216.0 232.0 248.0 264.0 288.0 296.0 六、思考题1、表4中的最小电压值是什么？产生的原因有哪些？它能彻底消除吗？最小值即为差动变压器的零点残余电压产生原因：1、由于两次级线圈结构上的不对称，因而两次级电压的幅值平衡点与相位平衡点两者不重合引起的。 2、由于铁芯材料B - H曲线的弯曲部分所引起的输出电压有高次谐波造成的3、由于激磁电压波形中的高次谐波引起的不能彻底消除2、实验测量数据能反映衔铁的移动方向吗？能3、试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？差动变压器的工作原理类似一般电源变压器的作用原理，差动变压器在使用时采用了两个二次绕组反向串接，以差动方式输出，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-第 5 页5