差动变压器的性能实验通信电子电子电气自动化通信电子电子电气自动化.pdf
1 2 6|LV接第一通道 示波器f L2 J-1 -L3 -E 示波器 接第二通道电容sea tf （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：差动变压器同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。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、需用器件与单元：差动变压器实验模板、测微头、双线示波器、差动变压器、电感式传感器、音频信号源（音频振荡器）、直流电源、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、在模块上近图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45KHz（可用主控箱的数显表的频率档 Fin输入来监测）。调节幅度使输出幅度为峰一峰值 Vp-p=2V（可用 示波器监测：X轴为0.25ms/div、Y轴CH为1V/div、CH为20mv/div）。判别初次级线圈及次级线圈同名端 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，当次级波形输出幅值变化很大，基本上能过零点，而且相位与初级圈波形（Lv音频信号 Vp-p=2V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。图中（1）、（2）、（3）、（4）为模块中的实验插孔。实验三 电磁式传感器 图3-2 双线示波与差动变压器连结示意图 3、旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形峰一峰值 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，则另一方向移为负。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值填入 下表(3-1)。再从Vp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。表(3-1)差动变压器位移 X值与输出电压 Vp数据表 X(mm)无数据-0mm 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 V(mv)233 248 264 288 312 336 4、实验过程中注意差动变压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4-1画出Vop-p-X曲线，作出量程为土 1mm 土 3mm灵敏度和非线性误差。axis(0 7.5 233 336);coords=0,1.5,3.0,4.5,6.0,7.5;233,248,264,288,312,366;grid;hold;plot(coords(1,:),coords(2,:),*);x=coords(1,:)y=coords(2,:)b=size(coords);c=o nes(1,b(2);MT=c;x;M=MT;f=inv(MT*M)*MT*y y=,n um2str(f(2),x+,n um2str(f(1)x=-max(x):0.01:max(x);y=f(1)+f(2)*x;mistake=max(x-y)/(max(y)-min(y);fprintf(传感器的系数灵敏度 S=%5.3f%n,abs(f(2);器同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量三需用器件与单元差动变压器实验模板测微头双线示波器差动变压器电感式传感器音频信号源音频振器直流电源万用表四实验步骤电容根据图将差动变压器装在差动变压器实验模板上图差动变压器电容传感器安装示意图在模块上为峰一峰值为可用主控箱的数显表的频率档可用示波器监测轴为轴为为判别初次级线圈及次级线圈同名端方法如下设任接线当铁芯左右移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动时观察示波器中显示的初级线圈fprintf(非线性误差 f=%5.3f%n,mistake);plot(x,y);xlabel(x/mm);ylabel(V/mv);title(差动变压器的性能试验);legend(y=,num2str(f(2),x+,num2str(f(1);计算结果:ans=y=16.781x+222.2381 传感器的系数灵敏度 S=16.781%非线性误差 f=-0.413%五、思考题：1）用差动变压器测量较高频率的振幅，例如 1KHz 的振动幅填，可以吗？差动变压器测量频率的上限受到什么 影响？答:可以,受铁磁材料磁感应频率响应上限影响。2）试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？答：差动变压器一般用于作为检测元件，而一般变压器作为电源变换部件或者信号转换部件；差动变压器由一 只初级线圈和两只次级线圈及铁心组成，当传感器随着被测物体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变 换，使次级线圈产生感应电势的变化，而两只次级线圈是同名端相连，就引出差动输出，其输出电势反映出来的就是 被测体的位移量。而一般电源变压器就是把连个线圈套在同一个铁心上构成的。器同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量三需用器件与单元差动变压器实验模板测微头双线示波器差动变压器电感式传感器音频信号源音频振器直流电源万用表四实验步骤电容根据图将差动变压器装在差动变压器实验模板上图差动变压器电容传感器安装示意图在模块上为峰一峰值为可用主控箱的数显表的频率档可用示波器监测轴为轴为为判别初次级线圈及次级线圈同名端方法如下设任接线当铁芯左右移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动时观察示波器中显示的初级线圈
