差动变压器的性能实验
差动变压器性能实验1
差动变压器性能实验1差动变压器是电力系统中常用的一种电力变压器，其具有保护电力系统的重要作用。
差动变压器可用于检测电力系统中的故障，并在故障发生时及时切断电力系统，以防止事故的发生。
为了保证差动变压器的性能和可靠性，需要开展相应的实验以检测其性能。
本文就差动变压器性能实验逐一进行介绍。
I. 实验目的1. 学习差动变压器的原理和结构；2. 掌握差动变压器的性能测试方法；3. 理解差动保护的基本原理，了解保护系统的作用；4. 学会对差动变压器性能测试结果进行分析和处理。
差动变压器、电源、电压表、电流表、直线阻抗测试仪、开关等。
差动变压器的原理是将电流互感器的原理应用到电力变压器中。
在一定的工作电压下，电流互感器中的一侧绕绕组所产生的磁通会感应到另一侧绕绕组中的电势，从而将电流传送到另一侧。
差动变压器由采样变压器和比率变压器组成，其中采样变压器用于测量绕组中的电流，比率变压器用于将电压进行变形，从而使电流保持平衡。
差动保护是一种非常重要的保护方式，其基本原理是通过对差流进行检测，以判断电力系统中是否存在故障。
在正常运行时，电流经过差动变压器的两侧绕组时是相等的，由于采样变压器可采集绕组中的电流，因此通过对两侧绕组的电流进行比较，即可得出电力系统中是否存在故障。
当系统中发生故障时，绕组间会产生一定的差流，此时保护系统会将信号反馈给操作员，使其切断电力系统以保证电力系统的安全。
1. 搭建差动变压器测试电路，连接直线阻抗测试仪，检查电路是否连接正确；2. 检测差动变压器的电气参数，包括绕组阻抗、变比、绕组耦合系数、相位差等；3. 测试差动保护的作用，包括灵敏度试验、速动保护试验和完整性试验等；4. 对测试结果进行分析，分析差动变压器的工作状态和保护系统的工作状态，确定是否达到安全标准；5. 记录测试结果，撰写实验报告。
V. 实验结果通过测试差动变压器的工作状态和保护系统的工作状态，得到了以下重要参数：1. 差动保护的灵敏度：建议灵敏度位于1%至10%之间，且灵敏度应该能够检测到所有系统中可能出现的故障；2. 差动保护的速动系数：速动系数应该足够高，以确保在故障发生时能够及时切断电力系统；3. 差动保护的完整性：保护系统应该具有良好的完整性，能够在系统出现故障时正常工作，不受其他因素的影响。
实验四 差动变压器性能
实验四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，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L v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V p-p=2V(可用示波器监测：X轴为0.25ms/div、Y轴CH1为1V/div、CH2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(L v音频信号V p-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。
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V p-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V p-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V p-p值填入下表(3-1)。
差动变压器实验报告
差动变压器实验报告一、实验目的二、实验原理1.差动变压器的结构和工作原理2.差动保护的基本原理三、实验器材和仪器四、实验步骤及结果分析1.接线方法及注意事项2.实验步骤及数据记录3.结果分析及误差分析五、实验结论与体会一、实验目的1.掌握差动保护的基本原理，了解差动变压器在电力系统中的应用；2.熟悉差动变压器的结构和工作原理；3.学习使用实验仪器，掌握接线方法及注意事项。
二、实验原理1.差动变压器的结构和工作原理差动变压器由两个同等容量的互感器组成，其中一个互感器为主绕组，另一个为副绕组。
主绕组和副绕组中都有相同数量的匝数。
当主绕组中通以电流时，在副绕组中也会产生相应大小和方向相反的电流。
这是由于两个互感器之间有共同磁链所致。
2.差动保护的基本原理在电力系统中，发生故障时，通常会出现电流突变。
差动保护的基本原理是通过检测主绕组和副绕组中的电流差来判断电力系统是否发生故障。
如果两个绕组中的电流差超过了设定值，则认为电力系统发生了故障，保护装置将触发并切断故障部分。
三、实验器材和仪器1.差动变压器；2.交流电源；3.数字万用表；4.示波器。
四、实验步骤及结果分析1.接线方法及注意事项将主绕组和副绕组依次接入交流电源，数字万用表和示波器上分别接入主绕组和副绕组的两端。
注意接线顺序，避免短路或错误连接。
2.实验步骤及数据记录按照实验要求依次进行以下步骤，并记录数据：（1）在未发生故障时，记录主绕组和副绕组的电流值，并计算其差值。
（2）在发生故障时，记录主绕组和副绕组的电流值，并计算其差值。
（3）比较两次测量结果，分析误差来源。
3.结果分析及误差分析通过实验数据的比较和分析，可以得出以下结论：（1）在未发生故障时，主绕组和副绕组的电流值应该相等，差异应该为零。
（2）在发生故障时，主绕组和副绕组的电流值会有所变化，差异会增大。
（3）误差来源主要包括接线不当、测量仪器精度不足等。
五、实验结论与体会通过本次实验，我们掌握了差动保护的基本原理和差动变压器的结构和工作原理。
差动变压器实验报告
差动变压器实验报告差动变压器实验报告引言：差动变压器是一种常用的电力设备，用于保护电力系统中的变压器。
本次实验旨在深入了解差动变压器的原理和工作机制，并通过实验验证其性能。
一、实验目的：1. 掌握差动变压器的基本原理和结构；2. 了解差动保护的工作原理；3. 通过实验验证差动变压器的性能。
二、实验仪器与设备：1. 差动变压器实验装置；2. 电源；3. 电流互感器；4. 电压互感器；5. 示波器。
三、实验原理：差动变压器是由两个或多个互感器组成的，其中一个为主互感器，其余为副互感器。
主互感器的一侧与电源相连，另一侧与负载相连。
副互感器的一侧与主互感器的相同端子相连，另一侧与差动继电器相连。
差动保护的基本原理是通过比较主互感器和副互感器的输出信号来判断系统是否发生故障。
在正常情况下，主互感器和副互感器的输出信号相等，差动继电器不动作；而在发生故障时，由于主互感器和副互感器的输出信号不同，差动继电器会动作，从而实现对系统的保护。
四、实验步骤：1. 将差动变压器实验装置接入电源，调整电压和电流的大小；2. 通过电流互感器和电压互感器分别测量主互感器和副互感器的输出信号；3. 将测得的信号输入示波器，观察波形；4. 通过改变电流和电压的大小，以及引入不同的故障情况，观察差动继电器的动作情况。
五、实验结果与分析：通过实验观察，我们可以得到以下结论：1. 在正常情况下，主互感器和副互感器的输出信号相等，差动继电器不动作；2. 在发生故障时，主互感器和副互感器的输出信号不同，差动继电器会动作；3. 不同类型的故障会导致差动继电器的动作时间和动作方式不同。
六、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了差动变压器的原理和工作机制，并通过实验验证了其性能。
差动变压器作为一种重要的保护设备，在电力系统中起着至关重要的作用。
掌握差动保护的原理和应用，对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。
在今后的学习和工作中，我们应该进一步加深对差动变压器的理解和应用，不断提高自己的技能和知识水平。
差动变压器性能测试实验报告
实训项目：差动变压器的性能实验实训目的：了解差动变压器的工作原理和特性。
基本原理：差动变压器由一只初级线圈和两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。
当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移，从而使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，一只次级线圈感应电势增加，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），就引出差动电势输出。
其输出电势反映出被测体的移动量。
实训器材：主机箱、差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器。
实训步骤：1．将差动变压器和测微头(参照附：测微头使用)安装在实验模板的支架座上，差动变压器的原理图已印刷在实验模板上，L1为初级线圈；L2、L3为次级线圈；＊号为同名端，如图十一所示。
图十一差动变压器特性试验连接示意图2．按图十一接线，差动变压器的原边Ｌ１的激励电压必须从主机箱中音频振荡器的Lv端子引入，检查接线无误后合上总电源开关，调节音频振荡器的频率为4 KHz～5KHz（可用主机箱的频率表输入Fin来监测）；调节输出幅度峰峰值为Vp-p＝2V（可用示波器监测：X轴为0.2ms/div）。
3．松开测微头的安装紧固螺钉，移动测微头的安装套使示波器第二通道显示的波形Vp-p 为较小值(变压器铁芯大约处在中间位置)，拧紧紧固螺钉，仔细调节测微头的微分筒使示波器第二通道显示的波形Vp-p为最小值(零点残余电压)并定为位移的相对零点。
这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，另一个方向位移为负，从Vp-p最小开始旋动测微头的微分筒，每隔2mm(可取10—25点)从示波器上读出输出电压Vp-p值，填入表7，再将测微头退回到Vp-p最小处开始反方向做相同的位移实验。
在实验过程中应注意：⑴从Vp-p 最小处决定位移方向后，测微头只能按所定方向调节位移，中途不允许回调，否则，由于测。
差动变压器的性能(自检实验二)
实 验 报 告实验项目名称：差动变压器的性能 同组人试验时间 年 月 日，星期 ， 节 实验室 K2，508传感器实验室 指导教师一、 实验目的了解差动变压器原理、位移特性、零点残余电压补偿方法、振动测量的方法。
二、 实验原理差动变压器是把被测的非电量变化转换成线圈互感量得变化。
这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动的形式连接，故称之为差动变压器。
图2.1 螺线管式差动变压器如图2.1所示，1-活动衔铁；2-导磁外壳；3-骨架；4-匝数为W 1初级绕组；5-匝数为W 2a 次级绕组；6-匝数W 2b 次级绕组。
设1U ∙为一次一次绕组激励电压；1M 、2M 分别为一次绕组与两个二次绕组间的互感；1L 为一次绕组的电感；1r 为一次绕组的有效电阻。
当次级开路时，初级线圈激励电流为：1111U I r j L ω∙∙=+根据电磁感应定律，两个次级绕组的感应电动势分别为：211a E j M I ω∙∙=-、221b E j M I ω∙∙=-次级绕组反相串联后的电势差为：12122211()a b j M M U U E E r j L ωω∙∙∙∙-=-=-+由上面公式可得差动变压器输出电压特性，如图2.2图2.2 差动变压器输出电压特性曲线差动变压器往往会产生零点残余电压，主要原因是：1、由于两个二次测量线圈的等效参数不对称，使其输出的基波感应电动势的幅值和相位不同，调整磁芯位置时，也不能达到幅值和相位同时相同。
2、由于铁芯的B-H特性的非线性，产生高次谐波不同，不能相互抵消。
为减小零点残余电压，我们一般会做如下措施：1、在设计和工艺上，力求做到磁路对称，线圈对称，铁芯材料均匀。
2、在电路上进行补偿，一般会加串联电阻、并联电容、反馈电阻或反馈电容等。
三、所需单元及部件：1、STIM-01模块、STIM-08模块、STIM-02模块、STIM-03模块、差动变压器。
2、1-10KHZ音频信号、1-30HZ低频信号、示波器。
实验03(差动变压器的性能)实验报告
实验三-差动变压器的性能实验1：差动变压器位移测量实验一、实验目的了解差动变压器的工作原理和特性二、实验原理差动变压器由一个初级线圈和二个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。
当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移，从而使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），就引出差动电势输出。
其输出电势反映出被测体的移动量。
三、实验器械主机箱、差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器。
四、实验电路以及接线图五、实验数据及处理X为差动变压器衔铁在线圈中移动的距离，X>0为衔铁正向移动，X<0为衔铁反向移动V p-p为次级输出电压，初级输入电压为Vi=3V,f=4.5kHz的正弦波。
由数据和图像可得零点残余电压为80mV。
实验数据如下：数据拟合如下：左侧红线为衔铁反向移动，右侧蓝线为衔铁正向移动。
横轴为衔铁的位移量，单位为mm。
纵轴为次级线圈输出电压值，单位为mV。
正向移动拟合直线方程为y=457.03x+45.143反向移动拟合直线方程为y=-460x+47灵敏度和非线性误差分析：X=+1mm时，灵敏度为500.00(V/m)，非线性误差为0.125%X=-1mm时，灵敏度为500.00(V/m)，非线性误差为0.933%X=+3mm时，灵敏度为466.66(V/m)，非线性误差为0.402%X=-3mm时，灵敏度为473.33(V/m)，非线性误差为0.402%六、思考题差动式变压器和一般电源变压器的异同？相同点：两种变压器均采用电磁感应原理作为工作原理，变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
它可以变换交流电压、电流和阻抗。
不同点：差动变压器是将非电量的位移变化变换成线圈的互感变化，它本身是一种互感式变压器。
差动变压器的性能实验
实验九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。
当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移，从而使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），就引出差动电势输出。
其输出电势反映出被测体的移动量。
三、需用器件与单元：主机箱、差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器。
四、实验步骤：附：测微头的组成与使用测微头组成和读数如图9—1测微头读数图图9—1测位头组成与读数测微头组成：测微头由不可动部分安装套、轴套和可动部分测杆、微分筒、微调钮组成。
测微头读数与使用：测微头的安装套便于在支架座上固定安装，轴套上的主尺有两排刻度线，标有数字的是整毫米刻线(1ｍｍ／格)，另一排是半毫米刻线(０.５ｍｍ／格)；微分筒前部圆周表面上刻有50等分的刻线(０.０１ｍｍ／格)。
用手旋转微分筒或微调钮时，测杆就沿轴线方向进退。
微分筒每转过1格，测杆沿轴方向移动微小位移０.０１毫米，这也叫测微头的分度值。
测微头的读数方法是先读轴套主尺上露出的刻度数值，注意半毫米刻线；再读与主尺横线对准微分筒上的数值、可以估读1／10分度，如图9—1甲读数为３.６７８ｍｍ，不是３.１７８ｍｍ；遇到微分筒边缘前端与主尺上某条刻线重合时，应看微分筒的示值是否过零，如图9—1乙已过零则读２.５１４ｍｍ；如图9—1丙未过零，则不应读为２ｍｍ，读数应为１.９８０ｍｍ。
测微头使用：测微头在实验中是用来产生位移并指示出位移量的工具。
一般测微头在使用前，首先转动微分筒到１０ｍｍ处(为了保留测杆轴向前、后位移的余量)，再将测微头轴套上的主尺横线面向自己安装到专用支架座上，移动测微头的安装套(测微头整体移动)使测杆与被测体连接并使被测体处于合适位置(视具体实验而定)时再拧紧支架座上的紧固螺钉。
实验23差动变压器性能及标定
实验2.3差动变压器性能及标定实验2.3.1 差动变压器性能一、实验目的：了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。
二、实验原理：差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。
初级线圈做为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。
差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。
其原理及输出特性见图1图1图2 三、实验所需部件：差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。
四、实验步骤：1．按图2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，双线示波器第一通道灵敏度500mv/格，第二通道10mv ／格。
2．音频振荡器输出频率5KHZ ，输出值V P －P 2V 。
3．用手提压变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变两个次级线圈的串接端。
4．旋动测微头，带动差动变压器衔铁在线圈中移动，从示波器中读出次级示波器输出电压V P －P 值，读数过程中应注意初、次级波形的相位关系。
5．仔细调节测微头使次级线圈的输出波形至不能再小，这就是零点残余电压。
可以看出它与输入电压的相位差约为π／2，是基频分量。
6．根据表格所列结果，画出Vop-p －X 曲线，指出线性工作范围。
五、注意事项：示波器第二通道为悬浮工作状态。
六、简述实验目的和原理，实验步骤，并按要求完成实验报告实验2.3.2 差动变压器的标定一、实验目的：说明差动变器测试系统的组成和标定方法。
二、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、示波表、测微头。
图1 三、实验步骤：1．按图1接线，差动放大器增益适度，音频振荡器LV 端输出5KHZ ，V P-P 值2V 。
2．调节电桥WD 、WA电位器，调节测微头带动衔铁改变其在线圈中的位置，使系统输出为零。
3．旋动测微头使衔铁在线圈中上、下有一个较大的位移，用电压表和示波器观察系统输出是否正负对称(如有削波现象则应减小差动放大器增益)。
实验三. 差动变压器性能
间位置,此时差动放大器输出应为零. c.以此为起点,向上和向下位移动片,每次1mm,直至 动片与一组静片全部重合为止.记录数据,并作出V-X曲 线,求得灵敏度.
5.实验报告的内容 (1)简述电容式传感器测量位移的原理 (2)填写数据记录表 (3)根据表格所列结果,画出VO -X曲线,并指出线性 工作范围.
3.实验原理: 电容式传感器有多种型式,本仪器中是差动变面积式. 传感器由两组定片和一组动片组成,如图1所示.当安装 于振动台上的动片上,下改变位置时,与两组静片之间 的重叠面积发生变化,级间电容也发生相应变化,成为 差动电容.如将上层定片与动片形成的电容定为CX1,下 层定片与动片形成的电容定为CX2,当将CX1和CX2接入桥路 作为相邻两臂时,桥路的输出电压与电容量的变化有 关,即与振动台的位移有关.
实验三. 差动变压器性能
1.实验目的: 了解差动变压器的基本结构及工作原理.通过 实验,验证差动变压器的基本特性.
2.实验所需部件: 差动变压器,音频振荡器,测微仪,示波器.
3.实验原理: 差动变压器由衔铁,初级线圈,次级线圈和线圈骨架等 组成.初级线圈作为差动变压器激励用,相当于变压器的原 边,次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而 成,相当于变压器的副边.差动变压器是开磁路,工作是建 立在互感基础上的.其原理及输出特性见图(1)
�
L01 LK
e01 e0 e02
eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
01
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L02
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图(1)
4.实验步骤: a.按图(2)接线,音频振荡器地端接示波器 第一通道地端.
Lv
音频振荡器 4KH Z
Lo
Li Lo
传感器：差动变压器的性能实验
实验一 差动变压器的性能实验一、实验目的：通过差动变压器实验模板来了解差动变压器的工作原理和特性。
二、基本原理：电感式传感器的基本原理是电磁感应。
在电感式传感器中，互感式传感器是把被测量的变化转换为变压器的互感变化。
变压器初级线圈输入交流电压，次级线圈则互感应出电势。
由于变压器的次级线圈常接成差动形式，故又称为差动变压器式传感器。
差动变压器由一只初级线圈和两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。
当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移，从而使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，一只次级线圈感应电势增加，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。
），就引出差动电势输出。
其输出电势反映出被测体的移动量。
****同名端：定义一：在同一磁通变量作用下，产生同极性感应电势的端子，为同名端。
定义二：主线圈在某一个瞬间电位为正时，付线圈也一定在同一个瞬间有一个电位为正的对应端，这时我们把这两个对应端叫做该设备线圈的同极性端，或者叫同名端。
同名端大多用在电流互感器及电压互感器上，对变压器称谓同名端的情况很少；因为变压器有多种接线组别，当一、二次绕组接线组别不一致时，可能没有同名端。
图1 差动变压器原理图在理想情况下(忽略线圈寄生电容及衔铁损耗)，差动变压器的等效电路如图。
初级线圈的复数电流值为111L j R U I i ω+= ， ω—激励电压的角频率； 1U —激励电压的复数值； 根据电磁感应定律，次级绕组中感应电势的表达式为111I M j U ω-= 122I M j U ω-=()112121L j r U M M j U U U i O ωω+--=-=当铁芯位于线圈中心位置时1200U U ,U ==当铁芯向上移动时>12U U ,| |>00U当铁芯向下移动时<12U U ,| |<00U当铁芯偏离中心位置时，则输出电压随铁芯偏离中心位置程度，逐渐增大，但相位相差180度，但实际上，铁芯位于中心位置，输出电压并不是零电位而是存在零点残余电压，如图2所示。
差动变压器的特性实验
差动变压器的特性实验一、实验目的1、了解差动变压器的基本结构。
2、掌握差动变压器及整流电路的工作原理。
3、掌握差动变压器的调试方法。
二、实验所用单元电感式传感器、电感式传感器转换电路板、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路1、差动变压器由一个初级线圈和两个次级线圈及一个铁芯组成，当铁芯移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化使次级线圈的感应电势产生变化，一个次级线圈的感应电势增加，另一个则减少，将两个次级线圈反向串接，就可以引出差值输出，其输出电势反映出铁芯的位移量。
2、差动变压器实验电路图如图11-1所示。
图11-1 差动变压器实验电路图传感器的两个次级线圈(N2、N3)电压分别经UR1、UR2两组桥式整流电路变换为直流电压，然后相减，经过差动放大器放大后，由电压表显示出来。
R1、R2为两桥臂电阻，RP1为调零电位器，R3、R4、C1组成滤波电路，R5为负载电阻，采用这种差动整流电路可以减少零点残余电压。
四、实验步骤1、固定好位移台架，将电感式传感器置于位移台架上。
调节测微器使其指示12mm左右，将测微器装入台架上部的开口处，再将测微器的测杆与电感式传感器的可动铁芯旋紧。
然后调节两个滚花螺母，使铁芯离开底面10mm，注意要使铁芯能在传感器中轻松滑动，再将两个滚花螺母旋紧。
2、差动放大器调零（参见实验一）。
3、按图11-1将信号源的两输出端A、B接到传感器的初级线圈N1上，传感器次级线圈N2、N3分别接到转换电路板的C、D与H、I上，并将F与L用导线连接，将差动放大器与数字电压表连接好。
这样构成差动变压器实验电路。
4、接通电源，调节信号源输出幅度电位器RP2到较大位置，平衡电位器RP1处于中间位置，调节测微器使输出电压接近零，然后上移或下移测微器1mm，调节差动放大器增益使输出电压的值为300mV左右，再回调测微器使输出电压为0mV。
此为系统零位，分别上旋和下旋测微器，每次0.5mm，上下各2.5mm，将位移量X和对应的输出电压U O记入下表。
差动变压器的性能实验报告
差动变压器的性能实验报告差动变压器的性能实验报告引言：差动变压器是一种常见的电力设备，广泛应用于电力系统中。
本次实验旨在通过对差动变压器的性能参数进行测量和分析，探讨其在电力系统中的作用和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是测量差动变压器的性能参数，包括变比、短路阻抗和负载损耗。
通过实验数据的分析，研究差动变压器的工作原理和性能特点，为其在电力系统中的应用提供理论依据。
二、实验原理差动变压器是由两个或多个相同变比的互感器组成，其中一个互感器称为主绕组，其余的称为副绕组。
差动变压器的工作原理是通过主绕组和副绕组之间的磁耦合作用，实现电能的传递和变压。
三、实验仪器和设备本次实验所需的仪器和设备包括差动变压器、电流互感器、电压互感器、电流表、电压表、功率表等。
四、实验步骤1. 连接实验仪器和设备：根据实验装置图，将差动变压器、电流互感器、电压互感器、电流表、电压表、功率表等连接起来。
2. 测量变比：将一组已知电压和电流输入到主绕组和副绕组，测量主副绕组的电压和电流值，计算得到变比。
3. 测量短路阻抗：将主副绕组短路，施加一组已知电压和电流，测量主副绕组的电压和电流值，计算得到短路阻抗。
4. 测量负载损耗：将主副绕组接入负载，施加一组已知电压和电流，测量主副绕组的电压和电流值，计算得到负载损耗。
五、实验结果和分析根据实验数据和计算结果，得到了差动变压器的性能参数。
通过对实验结果的分析，可以得出以下结论：1. 变比是差动变压器的重要性能指标，其值应接近设计变比，否则会影响电力系统的正常运行。
2. 短路阻抗是衡量差动变压器性能稳定性的指标，其值应适中，既不能过低导致过大的短路电流，也不能过高导致过大的负载损耗。
3. 负载损耗是差动变压器在正常工作状态下的能量损耗，其值应尽可能小，以提高电力系统的效率。
六、实验总结通过本次实验，我们对差动变压器的性能参数进行了测量和分析，深入了解了差动变压器的工作原理和性能特点。
差动变压器的性能及零点残余误差消除实验(精)
实验三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、需用器件与单元：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。
3、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0.5mm从示波器上读出输出电压Vp-p值，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。
实验七 差动变压器性能实验
实验七差动变压器性能实验一、实验目的了解差动变压器的工作原理和特性三、实验原理差动变压器由一只初级线圈和两只次级线圈及一个铁芯组成。
铁芯连接被测物体，移动线圈中的铁芯，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的感应电动势发生变化，一只次级感应电动势增加，另一只感应电动势则减小，将两只次级线圈反向串接（同名端连接）引出差动输出。
输出的变化反映了被测物体的移动量。
四、实验内容与步骤(略)五、实验报告1．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7－1画出Vop-p－X曲线，作出量程为±1mm、±3mm灵敏度和非线性误差。
V(mV)0.3010.5590.946 1.505 1.763 2.194 2.624 3.054 3.527 3.914 4.344 X(mm)00.20.40.60.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 V(mV) 4.774 5.204 5.591 6.0220.3010.645 1.161 1.461 1.850 X(mm) 2.2 2.4 2.6 2.80-0.2-0.4-0.6-0.8 V(mV) 2.280 2.667 3.183 3.570 4.086 4.430 4.817 5.290 5.634 6.065 6.695 X(mm)-1.0-1.2-1.4-1.6-1.8-2.0-2.2-2.4-2.6-2.8-3.0六、实验数据处理1．最小二乘法计算如下所示：拟合曲线约为:Y=2.065x+0.212（1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=2.065mV/mm（2）由上图可得非线性误差：当x=1mm时:Y=2.065×1+0.212=2.277mVΔm =Y-2.194=0.038m Vy FS=(6.022-0.301)mV=5.721mVδf =Δm / yFS×100%=1.45%2．最小二乘法计算如下所示： 拟合曲线约为:Y=-2.082x+0.248 （1）由上图可得系统灵敏度：S=ΔV/ΔW=2.082mV/mm （2）由上图可得非线性误差： 当x=-1mm 时:Y=-2.082×1+0.248=-1.834mVΔm =Y+2.280=0.446m V y FS =(6.065-0.301)mV=5.764mV δf =Δm / yFS ×100%=7.73%正反数据总图如下:V(mV) X(mm)正向位移曲线图负向位移曲线图。
差动变压器的性能及零点残余误差消除实验
实验三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、需用器件与单元：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。
3、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0.5mm从示波器上读出输出电压Vp-p值，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。
差动变压器性能、频率特性、零点残余电压补偿实验[1]
![差动变压器性能、频率特性、零点残余电压补偿实验[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/c751d90c0b4e767f5acfce32.png)
端子引入。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节音频振荡器
的频率为4kHz～5kHz、幅度为峰峰值Vp-p＝2V作为差动变压器初 级线圈的激励电压(示波器设置提示：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、垂直输入耦合方式选择
△X(mm) Vp-p(mv)
③实验数据记录 差动变压器的零点残余电压。 根据表中数据画出X－Vp-p曲线。分正向和反向两段计算灵敏 度S=△V／△X、线性度和非线性误差。 实验完毕，关闭电源。
2、频率特性实验
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＞ω2LP2，则输出电压Uo受频率变动影响较大， 且灵敏度较低，只有当ω2LP2＞＞RP2时输出Uo与ω无 关，当然ω过高会使线圈寄生电容增大，对性能稳定不 利。
当差动变压器工作在理想情况下（忽略涡流损耗、磁滞损 耗和分布电容等影响），画等效电路图。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。
交流耦合AC、CH1灵敏度VOLTS/DIV在0.5V～1V范围内选择、
CH2灵敏度VOLTS/DIV在0.1V～50mV范围内选择)。
②回程误差消除
调节测微头的微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒的0刻度线
对准轴套的10mm 刻度线。松开安装测微头的紧固螺钉，移动测微 头的安装套使示波器第二通道显示的波形Vp-p(峰峰值)为较小值(越
差动变压器的性能实验
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 4 ～5KHz( 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=2V~5V 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。
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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、磁滞损耗 和分布电容等影响），它的等效电路如图所示。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，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。
差动变压器的结构示意图
差动变压器的等效电路图
实验步骤
• 1、差动变压器、测微头及实验模板按图示意安装、 接线。实验模板中的L1为差动变压器的初级线圈， L2、L3为次级线圈，＊号为同名端；L1的激励电压 必须从主机箱中音频振荡器的Lv端子引入。检查接 线无误后合上主机箱电源开关，调节音频振荡器的 频率为4kHz～5kHz、幅度为峰峰值Vp-p＝2V作为 差动变压器初级线圈的激励电压(示波器设置提示： 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 式选择交流耦合AC、CH1灵敏度VOLTS/DIV在 0.5V～1V范围内选择、CH2灵敏度VOLTS/DIV在 0.1V～50mV范围内选择)。
虚拟仪器的使用
• 本实验用虚拟仪器代替示波器方法： • 在计算机桌面上点击CSY-9.0后选择虚拟仪器再 选择双通道(A通道代替CH1，B通道代替CH2) 。 • 选择B通道可用数字电压表读取输出数据。 • 采样通道--选择A或B。 • 采样频率--XXKHz。 • 量程选择—V/DIV。 • 冻结--锁定数据。
• *b、调节测微头的微分筒(0.01mm/每小格)， 使微分筒的0刻度线对准轴套的10mm 刻度线。 松开安装测微头的紧固螺钉，移动测微头的 安装套使示波器第二通道显示的波形Vp-p(峰 峰值)为较小值(越小越好，变压器铁芯大约 处在中间位置)时，拧紧紧固螺钉，再顺时针 12 方向转动测微头的微分筒12圈，记录此时的 测微头读数和示波器CH2通道显示的波形Vpp(峰峰值)值为实验起点值。以后，反方向(逆 时针方向) 调节测微头的微分筒，每隔 • △X=0.2mm(可取60～70点值)从示波器上读 出输出电压Vp-p值，填入表中 (这样单行程 位移方向做实验可以消除测微头的机械回差)。
实验报告
• 实验完毕，关闭电源。 • 3、根据数据画出X－Vp-p曲线并找出差动 变压器的零点残余电压。 • 用直流电压激励会损坏传感器。为什么？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
差动变压器性能实验安装、接线示意图
2、差动变压器的性能实验：使用测微头时， 当来回调节微分筒使测杆产生位移的过程中本 身存在机械回程差，为消除这种机械回差可用 如下a、b两种方法实验，建议用b方法可以检 测到差动变压器零点残余电压附近的死区范围。
• a、调节测微头的微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒的0刻度线 对准轴套的10mm 刻度线。松开安装测微头的紧固螺钉，移动 测微头的安装套使示波器第二通道显示的波形Vp-p(峰峰值)为 较小值(越小越好，变压器铁芯大约处在中间位置)时，拧紧紧固 螺钉。仔细调节测微头的微分筒使示波器第二通道显示的波形 Vp-p为最小值(零点残余电压)并定为位移的相对零点。这时可 假设其中一个方向为正位移，另一个方向位移为负，从Vp-p最 小开始旋动测微头的微分筒，每隔△X=0.2mm(可取30点值)从 示波器上读出输出电压Vp-p值，填入下表4，再将测位头位移退 回到Vp-p最小处开始反方向(也取30点值)做相同的位移实验。 在实验过程中请注意：⑴从Vp-p最小处决定位移方向后，测微 头只能按所定方向调节位移，中途不允许回调，否则，由于测 微头存在机械回差而引起位移误差；所以，实验时每点位移量 须仔细调节，绝对不能调节过量，如过量则只好剔除这一点粗 大误差继续做下一点实验或者回到零点重新做实验。⑵当一个 方向行程实验结束，做另一方向时，测微头回到Vp-p最小处时 它的位移读数有变化(没有回到原来起始位置)是正常的，做实验 时位移取相对变化量△X为定值，与测微头的起始点定在哪一根 刻度线上没有关系，只要中途测微头微分筒不回调就不会引起 机械回程误差。