差动变压器性能.
实验2 差动变压器性能实验
实验二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, 了解差动变压器零点残余电压补偿的方法。
二、实验仪器差动变压器（差动电感）、测微头、差动放大器、信号源、示波器。
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, 一只次级线圈的感应电动势增加, 另一只次级线圈的感应电动势则减小, 将两只次级线圈反向串接（同名端连接）引出差动输出, 则输出的变化反映了被测物体的移动量。
四、由于差动变压器两只次级线圈的等效参数不对称, 初级线圈的纵向排列不均匀性, 次级线圈的不均匀, 不一致性, 铁芯的B-H 特性非线性等, 因此在铁芯处于差动线圈中间位置时其输出并不为零, 称其为零点残余电压。
五、实验内容与步骤（1）差动传感器性能1. 根据图2-1 将差动变压器安装在传感器固定架上（传感器固定架为实验通用支架。
如果做其他实验, 可直接将传感器更换。
如做电容传感器实验, 可将差动变压器直接换成电容传感器）。
图2-1 差动变压器安装图图2-2 差动变压器接线图2．将传感器引线插头插入“差动电感”插座中, 音频信号由信号源的“Us1 00”处输出, 打开电源, 调节Us1 的频率和幅度（用示波器监测）, 使输出信号频率为4-5kHz, 幅度为Vp-p=2V, 按图2-2 接线（差动电感接差动放大器输入端）。
3．将“差动放大器”的增益调到最大（增益调节电位器顺时针旋到底）。
用示波器观测“差动放大器”的输出, 旋动测微头, 使上位机或示波器观测到的波形峰－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, 另一个方向位移为负, 从Vp-p 最小开始旋动测微头, 每隔0.2mm 从示波器或上位机上读出输出电压Vp-p 值, 填入表2-1, 再从Vp-p 最小处反向位移做实验, 填入表2-2。
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。
差动变压器性能测试实验报告
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,,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:?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继续做下一点实验或者回到零点重新做实验。
差动变压器性能频率特性零点残余电压补偿实验
Vp-p(mv)
③试验数据统计 差动变压器旳零点残余电压。 根据表中数据画出X－Vp-p曲线。分正向和反向两段计算敏捷 度S=△V／△X、线性度和非线性误差。 试验完毕，关闭电源。
2、频率特征试验
基本原理：差动变压器旳输出电压旳有效值能够近似用 关系式：
表达,式中Lp、Rp为初级线圈电感和损耗电阻，Ui 、ω 为鼓励电压和频率，M1、M2为初级与两次级间互感系 数，由关系式能够看出，当初级线圈鼓励频率太低时， 若RP2＞ω2LP2，则输出电压Uo受频率变动影响较大， 且敏捷度较低，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。
②回程误差消除 调整测微头旳微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒旳0刻度线 对准轴套旳10mm 刻度线。松开安装测微头旳紧固螺钉，移动测微 头旳安装套使示波器第二通道显示旳波形Vp-p(峰峰值)为较小值(越 小越好，变压器铁芯大约处于中间位置)时，此时输出波形Vp-p即 为差动变压器旳零点残余电压。拧紧紧固螺钉，再顺时针方向转动 测微头旳微分筒12圈，统计此时旳测微头读数和示波器CH2通道显 示旳波形Vp-p(峰峰值)值为试验起点值。后来，反方向(逆时针方向) 调整测微头旳微分筒，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 (这么单行程位移方向做试验能够 消除测微头旳机械回差)
能够看出一次绕组旳电流为： 二次绕组旳感应动势为： 因为二次绕组反向串接，所以输出总电动势为：
其有效值为：
差动变压器旳输出特征曲线
图中E21、E22分别为两个二次绕组旳输出感应电动势，E2为差动输出电 动势，x表达衔铁偏离中心位置旳距离。其中E2旳实线表达理想旳输出特 征，而虚线部分表达实际旳输出特征。E0为零点残余电动势，这是因为差 动变压器制作上旳不对称以及铁心位置等原因所造成旳。零点残余电动势 旳存在，使得传感器旳输出特征在零点附近不敏捷，给测量带来误差，此 值旳大小是衡量差动变压器性能好坏旳主要指标。
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。
自动化传感器实验三 差动变压器性能、零残及补偿、标定实验
传感器实验报告陈晓东 12061302实验三 差动变压器性能、零残及补偿、标定实验一、 差动变压器性能实验目的：了解差动变压器的原理及工作情况。
实验准备：预习实验仪器和设备：音频振荡器、测微头、双踪示波器、差动式电感。
实验原理：交流电通过偶合的线圈产生感应电势。
实验注意事项：旋钮初始位置是，音频振荡器4KHz ～6 KHz 左右，幅度适中，双踪示波器第一通道灵敏度500mV/cm ，第二通道灵敏度10mV ／cm 。
其它还须注意的事项有： （1）差动变压器的激励源必须从音频振荡器的电源输出插口（LV 插口）输出。
（2）差动变压器的两个次级线圈必须接成差动形式，即，两个同名端短接，另两个同名端则构成输出。
（3）差动变压器与激励信号的连线应尽量短一些，以避免引入干扰。
实验内容：（1） 按图5接线，音频振荡器必须从LV 接出，LV 、GND 接差动式电感的Li ，2个L0构成差 动输出。
图 5 差动变压器接线方式（2）调整音频振荡器幅度旋钮，观察第一通道示波器，使音频LV 信号输入到初级线圈的电 压为VPP ＝2伏。
（3）调整测微头，使衔铁处于中间位置M （此时输出信号最小），记下此时测微头的刻度 值填入下表（4）旋动测微头，从示波器第二通道上读出次级差动输出电压的峰一峰值填入下表：*如果第二通道的信号实在太弱，可先接差放再行观察。
读数过程中应注意初、次级波形的相位关系：当铁芯从上至下过零位时,相位由 同 （同、反）相变为 反 （同、反）相；再由下至上过零位时，相位由反相变为同相；（5）仔细调节测微头使次级的差动输出电压为最小，必要时应将通道二的灵敏度打到最高档，这个最小电压叫做零点残余电压，可以看出它的基波与输入电压的相位差约为 90度。
(6) 根据所得结果，画出（Vop-p一X）曲线，指出线性工作范围，求出灵敏度：76.50mV/mm，更一般地，由于灵敏度还与激励电压有关，因此：19.125mV/mm二、差动变压器零点残余电压的补偿实验目的：了解零点残余电压的补偿及其方法。
【最新精选】差动变压器性能试验报告
实验十差动变压器性能一、实验目的：了解差动变压器原理及工作情况。
二、所需单元及部件：音频振荡器、测微头、示波器、主、副电源、差动变压器、振动平台。
有关旋钮初始位置：音频振荡器４ＫＨＺ－８ＫＨＺ之间，双线示波器第一通道灵敏度500mv/div ,第二通道灵敏度10mv/div，触发选择打到第一通道，主、副电源关闭。
三、实验原理：差动变压器是一种开磁路互感式电感传感器。
由于其具有两个接成差动结构二次线圈，所以又称为差动变压器。
当差动变压器的一次线圈有交变电源激励时，其二次线圈就会产生感应电动势，由于两个二次线圈做差动连接，所以总的输出是两线圈感应电动势之差，当铁心不动时，其总输出为零，当被测量带动铁心移动时，输出电动势与铁心位移呈线性变换。
差动变压器式进气压力传感器的检测与转换过程是：先将压力的变化转换成差动变压器铁心的位移，然后通过差动变压器再将铁心位移转换成电信号输出。
四、实验步骤：根据图1０接线，将差动变压器、音频振荡器（必须LV输出）、双线示波器连接起来，组成一个测量线路。
开启主、副电源，将示波器探头分别接至差动变压器的输入端和输出端，观察差动变压器源边线圈音频振荡器激励信号峰峰值为2V。
图1０转动测微头使测微头与振动平台吸合。
再向上转动测微头５mm，使振动平台往上位移。
往下旋动测微头，使振动平台产生位移。
每位移0.2mm，用示波器读出差动变压器输出端的峰峰值填入下表，根据所得数据计算灵敏度Ｓ。
Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ（式中ΔＶ为电压变化，ΔＸ为相应振动平台的位移变化），作出Ｖ－Ｘ关系曲线。
五、实验记录：六、实验总结：被测量带动铁心移动时，输出电动势与铁心位移呈线性变换。
差动变压器式进气压力传感器的检测与转换过程是：先将压力的变化转换成差动变压器铁心的位移，然后通过差动变压器再将铁心位移转换成电信号输出。
所以这个实验也是实现了非电量的电测量。
【附加公文一篇，不需要的朋友可以下载后编辑删除，谢谢】关于进一步加快精准扶贫工作意见为认真贯彻落实省委、市委扶贫工作文件精神，根据《关于扎实推进扶贫攻坚工作的实施意见》和《关于进一步加快精准扶贫工作的意见》文件精神，结合我乡实际情况，经乡党委、政府研究确定，特提出如下意见：一、工作目标总体目标：“立下愚公志，打好攻坚战”，从今年起决战三年，实现全乡基本消除农村绝对贫困现象，实现有劳动能力的扶贫对象全面脱贫、无劳动能力的扶贫对象全面保障，不让一个贫困群众在全面建成小康社会进程中掉队。
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告实验三电感式传感器实验传感器实验三、电感传感器实验——差动变压器性能实验(一)实验内容1.项目一、差动变压器式电感传感器性能实验2.项目二、差动螺管式电感传感器的静态位移性能实验 (二)实验目的1.了解差动变压器式电感传感器的原理和工作情况2.了解差动螺管式电感传感器测量系统的组成和工作情况 (三)实验原理螺旋测微器产生位移，经弹性梁带动衔铁在线圈中移动，交流电源激励，数字电压表显示数字，计算机自动生成示波器显示波形。
(四)实验操做步骤实验项目一、1.将音频振荡器LV输出接至数字频率计和数据采集CH1，由频率计显示频率，计算机自动生成示波器显示波形，调节音频振荡器频率为4kHz，峰峰值为5V。
2.将音频振荡器LV输出接差动变压器一次绕组，输出接CH1。
3.调螺旋测微器使衔铁处于中心位置(输出为零)，向下每1mm读一个数。
实验项目二、1.按图接线2.将音频振荡器输出接至CH1，调节峰峰值为2V。
3.V/F表调至20V档。
4.接好电桥平衡网络、放大器、相敏检波器、LPF、V/F表、示波器。
5.将螺旋测微器与梁脱离，使梁处于自由状态;调节W1、W2，使输出最小(灵敏度最大)。
6.将螺旋测微器与梁相吸，调节螺旋测微器使输出最小(CH1示)，再向上移2.5mm。
7.调节移相器使输出最大(CH2示);观察检波器波形，若两半波不对称，则微调放大器调零电位器。
8.向下每0.5mm读一个数。
项目一数据表第 1 页共 1 页项目二数据表篇二:传感器与检测技术实验报告准考证号:100214101370 姓名:倪帅彪院校:河南科技大学专业名称:080302机械制造及自动化(独立本科段)《传感器与检测技术》实验报告实验一常用传感器(电感式、电阻式或电容式)静态性能测试一、实验目的:1(进一步认识电阻式、电感式、电容式传感器的工作原理、基本结构、性能与应用。
变隙式差动变压器灵敏度的表达式
变隙式差动变压器灵敏度的表达式摘要：一、变隙式差动变压器的工作原理二、变隙式差动变压器灵敏度的定义三、变隙式差动变压器灵敏度的计算公式四、影响变隙式差动变压器灵敏度的因素五、提高变隙式差动变压器灵敏度的方法正文：变隙式差动变压器是一种常见的传感器，其工作原理是利用电磁感应原理，通过互感作用将输入信号转换为输出信号。
在变隙式差动变压器中，灵敏度是一个重要的性能指标，它反映了传感器对输入信号的响应程度。
灵敏度的定义是指单位输入信号引起的单位输出信号。
对于变隙式差动变压器，灵敏度通常用符号S表示，其计算公式为：S = (N2/N1) * (Vout/Vin)其中，N1为输入线圈的匝数，N2为输出线圈的匝数，Vin为输入信号的电压，Vout为输出信号的电压。
影响变隙式差动变压器灵敏度的因素有很多，主要包括以下几个方面：1.变压器的匝数比：匝数比越大，灵敏度越高。
2.变压器的磁芯材料和形状：磁芯材料和形状对磁通密度和磁路长度的影响很大，从而影响灵敏度。
3.线圈的导线线径和绕制方式：线圈的导线线径和绕制方式会影响线圈电阻和电感，从而影响灵敏度。
4.铁芯的厚度和间隙：铁芯的厚度和间隙会影响磁通的分布，从而影响灵敏度。
为了提高变隙式差动变压器的灵敏度，可以采取以下方法：1.选择合适的匝数比：根据实际需要选择合适的匝数比，以提高灵敏度。
2.选用优质的磁芯材料和合理的形状：选用优质的磁芯材料和合理的形状，以提高磁通密度和磁路长度。
3.采用合适的线圈导线线径和绕制方式：采用合适的线圈导线线径和绕制方式，以降低线圈电阻和电感。
4.控制铁芯的厚度和间隙：控制铁芯的厚度和间隙，以改善磁通的分布。
实验3差动变压器性能测试
实验小组：黄文玉（201006020128）昝贵彬（201006080107）林雅萍（201006090130）差动变压器式电感传感器基本原理：电感传感器是把被测量转换成线圈的自感变化来实现检测的，而差动变压器是把被测量变化转移成线圈的互感变化来进行测量。
差动变压器本身是一个变压器，初级线圈输入交流电压，次级线圈感应出交流信号，当初次级间的互感受外界影响而变化时，次级所感应的电压幅值也随之发生变化。
由于两个次级线圈接成差动形式，故称为差动变压器。
差动变压器结构是由一个圆筒形骨架上分三段绕制成三个线圈和插入其中的可动铁芯组成。
中间绕组N1为初级线圈，上下各有一组完全对称于初级的次级线圈N2，在铁芯处于中间位置时，初级线圈的互感相等。
实验3. 差动变压器性能测试实验目的：了解差动变压器的工作原理。
熟悉差动变压器的性能。
实验所用单元：音频振荡器，差动变压器，双波示波器。
实验注意事项：差动变压器的两个次级线圈必须接成差动形式，即同名端相连。
可通过信号相位是否变化进行判别。
实验步骤：（1）按图1接线，将音频振荡器LV输出至差动变压器初级，频率为4KHZ。
（2）打开主电源及副电源调整音频振荡器幅度，用示波器观察，使音频LV信号输出电压峰峰值为2V。
（3）调节测微头使次级的差动输出电压最小，提高示波器灵敏度，读出的最小电压叫做零点残余电压，观察输入与输出相位差约为__90°___。
当铁芯由上至下时，相位由___同____相变为___反____相。
（4）输出从零开始，旋转测微头，从示波器上读出电压Vp-p值填入下表1：（5）根据所得结果，画出X—Vp-p曲线，指出曲线线性工作范围，求出灵敏度。
k=△V/△X图1 差动变压器性能测试和结构示意图如图2：图2 差动变压器输出特性曲线由上图可看出，传感器的线性工作范围是X=-2~+2之间，求传感器的灵敏度：K = △U/△x = 200/4 = 50 mV/mm.。
检测技术实验报告电气 华中科技大学
2010 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(检测技术实验)指导教师日期实验成绩实验评分表基本实验实验编号名称/内容（此列由学生自己填写）实验分值评分电气学科大类差动变压器性能检测10 差动变压器零残电压的补偿20 差动变压器的标定40设计性实验实验名称/内容实验分值评分超声波测距40创新性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录实验一差动变压器性能检测 ..................................................................实验二差动变压器零残电压的补偿....................................................... 实验三差动变压器的标定 ...................................................................... 实验四超声波测距 ................................................................................... 总结............................................................................................................ 参考书目 ....................................................................................................实验二十二.差动变压器的标定一．差动变压器的基本结构：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相同线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。
试验九激励频率对差动变压器特性的影响
前言YC-2000D-I型创新传感器实验装置主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”、“自动化检测技术”、“非电量电测技术”、“工业自动化仪表与控制”、“机械量电测”等课程的实验教学。
实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中，通过信号的拾取、转换、分析、掌握作为一个科技工作者应具有的基本的操作技能与动手能力。
YC-2000D-I型创新传感器实验装置为适应不同类别，不同层次的专业需要，最新推出的模块化的新产品。
其优点在于：1、能适应不同专业的需要，不同专业可有不同的菜单，可以根据用户的特殊要求制作模块。
2、能适应不断发展的趋势，可以不断补充新型的传感器模块。
3、指导教师和学生可以开发与组织新实验，本公司可以提供空白的模块。
4、可以利用主控台的共用平台用于学生课程设计、毕业设计和自制装置。
本实验指南，由于编写时间仓促，水平有限，难免有疏漏廖误之处，热切期望实验指导老师与学生们，能提出宝贵意见，谢谢！目录YC-2000D-I型创新传感器实验装置。
3示范实验举例。
5实验一应变片单臂电桥性能实验。
5实验二应变片半桥性能实验。
11实验三应变片全桥性能实验。
12 *实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较。
14实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验。
15实验六应变片的温度影响实验。
16实验七移相器、相敏检波器实验。
16实验八差动变压器的性能实验。
21实验九激励频率对差动变压器特性的影响。
26实验十差动变压器零点残余电压补偿实验。
26实验十一差动变压器测位移实验。
28实验十二差动变压器的应用—振动测量实验。
30实验十三线性霍尔传感器位移特性实验。
32实验十四线性霍尔传感器交流激励时的位移性能实验。
34实验十五光纤位移传感器测位移特性实验。
36实验十六光纤温度传感系统特性实验。
39实验十七光纤压力传感系统特性实验。
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。
差动变压器及应用
差动变压器及应⽤差动变压器及其应⽤⼀、差动变压器简介（摘⾃⽇刊《传感器技术》1986年5⽉专号）差动变压器是⼀种将机械位移变换成电信号的电磁感应式位移传感器。
它主要是靠圆筒线圈内的可动铁芯的位移，在圆筒线圈的输⼊线圈和输出线圈之间建⽴起相互感应关系，可动铁芯的位移可以通过测定与其成正⽐的输出线圈的感应电压来获得。
1、差动变压器的特点（1）线性范围的种类很多，容易根据⽤途进⾏选择，通常在±2mm～±200mm级之间有10个左右类型的品种。
（2）结构简单，所以耐振性和耐冲击性都很强。
（3）不磨损，不变质，耐久性优良。
（4）输出电压对铁⼼的位移有精确的⽐例，即直线性好。
⼀般这种传感器中全⾏程偏差⼩于1%，在⾼档品可以保证在±0.2%～±0.3%。
（5）因为灵敏度⾼，可以获得⼤的输出电压，不要求外围电路⾼级化也能检测到微⼩的位移。
（6）因为输出变化平滑，故能进⾏⾼分辨率的检测。
（7）零点稳定，以其作为测定的基准点对维持精度有好处。
（8）能够得到从500Hz到100Hz的⾼的响应速度。
2、差动变压器原理差动变压器的构造原理如图1-1所⽰，由圆筒形线圈和与其完全分离的铁芯构成。
典型的差动变压器的圆筒线圈有三只，各是总长度的三分之⼀，中间是⼀次线圈，两侧是⼆次线圈。
加⼊圆筒线圈中的铁芯⽤来在线圈中链接磁⼒线⽽构成磁路。
当在中间的⼀次线圈加上交流电压时（即激磁），由于与两端线圈的互感就产⽣了电动势（这⼀点与普通变压器相同）。
因为⼆次线圈彼此极性相反地串联，两个⼆次线圈中的感应电动势相位相反，将其相加的结果，在输出端产⽣⼆者的电位差。
相对于线圈长度⽅向的中⼼处，两个⼆次线圈的感应电压⼤⼩相等⽅向相反，因⽽输出为零。
这个位置被称为差动变压器的机械零点（或简称为零点）。
当铁芯从零点相某⼀⽅向改变位置时，位移⽅向的⼆次线圈的电压就增⼤，另⼀个⼆次线圈的电压则减⼩。
产品设计保证产⽣的电位差与铁芯的位移成正⽐。
实验十 差动变压器的性能实验
实验十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0.2mm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。
《自动检测技术（第3版）》习题与思考题解答（4）
习题与思考题解答（第4章）1. 影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？主要因素是零点残余电动势，这是由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等因素所造成的。
零点残余电动势的存在，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，给测量带来误差，此值的大小是衡量差动变压器性能好坏的重要指标。
为了减小零点残余电动势可采取以下方法：1）尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称。
磁性材料要经过处理，消除内部的残余应力，使其性能均匀稳定。
2）选用合适的测量电路，如采用相敏整流电路，既可判别衔铁移动方向又可改善输出特性，减小零点残余电动势。
3）采用补偿线路减小零点残余电动势。
2. 电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？电涡流传感器的线圈与被测金属导体间是磁性耦合，电涡流传感器是利用这种耦合程度的变化来进行测量的。
因此，被测物体的物理性质，以及它的尺寸和形状都会影响传感器的灵敏度。
一般来说，被测物的电导率越高，传感器的灵敏度也越高。
电涡流式传感器的主要优点是非接触式测量。
3. 试说明图4-12所示的差动相敏检波电路的工作原理。
相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。
图4-12是一个采用了带相敏整流的交流电桥。
差动电感式传感器的两个线圈作为交流电桥相邻的两个工作臂，指示仪表是中心为零刻度的直流电压表或数字电压表。
设差动电感传感器的线圈阻抗分别为Z1和Z2。
当衔铁处于中间位置时，Z1=Z2=Z，电桥处于平衡状态，电表指示为零。
当衔铁上移，上部线圈阻抗增大，Z1=Z+△Z，则下部线圈阻抗减小，Z2=Z-△Z，如果输入交流电压为正半周，则直流电压表正向偏转。
如果输入交流电压为负半周，电压表也是正向偏转。
同样可以得出结果：当衔铁下移时，电压表总是反向偏转，输出为负。
可见采用带相敏整流的交流电桥，输出信号既能反映位移大小又能反映位移的方向。
激励频率对差动变压器特性的影响实验实验报告
鼓励频率对差动变压器特性的影响实验实验报告一． 实验目的：了解初级线圈鼓励频率对差动变压器输出性能的影响。
二． 根本原理：差动变压器输出电压的有效值可以近似用关系式：O U =表示，式中P L 、P R 为初级线圈电感和损耗电阻，i U 、ω为鼓励电压和频率，1M 、2M 为初级与两次级间互感系数，由关系式可以看出，当初级线圈鼓励频率太低时，假设222P P R L ω>>，则输出电压O U 受频率变动影响较大，且灵敏度较低，只有当222P P L R ω>>时输出O U 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。
三． 需用器件和单元：差动变压器单元、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. 差动变压器安装同"差动变压器的性能实验〞。
差动变压器实验模块接线图如下。
图7-1 差动变压器连接示意图 2. 检查连线无误后合上主控箱电源开关。
选择音频信号输出频率为1KHz 从LV 输出。
〔可用主控箱的数显表频率档显示频率〕移动铁芯至中间位置即输出信号最小时的位置，调节1w R 、2w R 使输出变得更小。
3. 旋动测微头，每间隔0.5mm 在示波器上读取一个P P V -数据〔此时示波器档位设置为X 轴为0.2/ms div ，Y 轴为1/v div ，其中位移数值越大，则P P V -数值变化越明显〕。
4. 分别改变鼓励频率为3KHz 、5KHz 、7KHz 、9KHz ，重复实验步骤1、2将测试结果记入表1。
表1 不同鼓励频率时输出电压〔峰-峰值〕与位移*的关系。
做出每一频率时的V X -曲线，并计算其灵敏度i S ，作出灵敏度与鼓励频率的关系曲线。
五． 实验结果计算1. 做出每一频率时的V X -曲线并计算其灵敏度i S ，做出灵敏度与鼓励频率的关系曲线。
如图1，为1KHz 时的V X -曲线：图1 1KHz 时的V X -曲线如表2，为1KHz 时的灵敏度i S表2 1KHz 时的灵敏度i S如图2，为3KHz 时的V X -曲线：00.51 1.5图2 3KHz时的V X-曲线S如表3，为3KHz时的灵敏度iS表3 3KHz时的灵敏度i如图3，为5KHz时的V X-曲线：图3 5KHz时的V X-曲线S如表4，为5KHz时的灵敏度iS表4 5KHz时的灵敏度i如图4，为7KHz时的V X-曲线：图3 7KHz时的V X-曲线S如表5，为5KHz时的灵敏度iS表5 7KHz时的灵敏度i如图5，为9KHz时的V X-曲线：图5 9KHz时的V X-曲线S如表6，为9KHz时的灵敏度iS表6 9KHz时的灵敏度i各鼓励频率的平均灵敏度如表7：如图6，为灵敏度与鼓励频率的关系曲线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验三 差动变压器性能、零残及补偿、标定实验
一、差动变压器性能
实验目的：了解差动变压器的原理及工作情况。
实验准备：预习
实验仪器和设备：音频振荡器、测微头、双踪示波器、差动式电感。
实验原理：交流电通过偶合的线圈产生感应电势。
实验注意事项：旋钮初始位置是，音频振荡器4KHz，幅度为最小，双踪示波器第一通道灵敏度500mV/cm，第二通道灵敏度10mV／cm，触发选择打到第一通道。
其它还须注意的事项有：
（1）差动变压器的激励源必须从音频振荡器的电源输出插口（LV 插口）输出。
（2）差动变压器的两个次级线圈必须接成差动形式，即，两个非同名端短接，两个同名端则构成输出。
（3）差动变压器与激励信号的连线应尽量短一些，以避免引入干扰。
实验内容：
（1）按图5接线，音频振荡器必须从LV 接出，LV、GND 接差动式电感的Li，2个L0构成
差动输出。
LV 信号输入到初级线圈的电
压为V
PP ＝2伏。
（3）调整测微头，使10mm 处对应衔铁处中间位置（一般已由实验员调整好）
（4）旋动测微头，从示波器第二通道上读出次级差动输出电压的峰一峰值填入下表： X（mm）
10
10.5
Vop -p（mV）
*如果第二通道的信号实在太弱，可先接差放再行观察。
读数过程中应注意初、次级波形的相位关系：
当铁芯从上至下、再由下至上过零位时，相位由 相变为 相。
（4）仔细调节测微头使次级的差动输出电压为最小，必要时应将通道二的灵敏度打到较高档，如：2mV／cm，这个最小电压叫做 ，可以看出它的基波与输入电压的相位差约为 。
（1）根据所得结果，画出（Vop -p 一X）曲线，指出线性工作范围，求出灵敏度：
=ΔΔ=
X V
S ，更一般地，由于灵敏度还与激励电压有关，因此：λ
V X
V S /1ΔΔ=＝ 。
二、差动变压器零点残余电压的补偿
实验目的：了解零点残余电压的补偿及其方法。
实验准备：预习
实验仪器和设备：音频振荡器、测微头、电桥、差动放大器、双踪示波器。
实验注意事项：旋钮初始位置是，音频振荡器4KHz，双踪示波器第一通道灵敏度500mV/cm，第二通道灵敏度1V/cm，触发选择打到第一通道，差动放大器的增益旋到最大。
其它还须注意的事项有：
（1） 音频信号必须从LV 插口引出。
实验内容：
（1）利用示波器，调整音频振荡器的输出为2伏峰一峰值。
（2）观察差动变压器的结构。
按图6接好线，音频振荡器必须从LV 插口输出，C r W W ,,2,1为电桥单元中的调平衡网络。
（3）调整测微头，使差动放大器输出电压最小（此时对应的输出是零点残余电压）。
（4）依次调整,2,1W W
使输出电压进一步减小，必要时重新调节测微头。
（5）将第二通道的灵敏度提高，观察零点残余电压的波形，注意与激励电压波形相比较。
经过补偿后的残余电压波形：
为一 波形，这说明波形中有 分量。
思考题
1．本实验也可用附图7所示线路，试解释原因。
三、差动变压器的标定
实验目的：了解差动变压器测量系统的组成和标定方法。
实验准备：预习
实验仪器和设备：音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、测微头、电桥、F/V表、示波器。
实验注意事项：旋钮初始位置是，音频振荡4KHz，差动放大器的增益打到最大，F/V表打到2V档。
实验内容：
（1）按图8接好线路
（2）装上测微头，上下调整，使差动变压器铁芯处于线圈的中段位置（差动放大器输出最小）。
（3）利用示波器和电压表，调整W1、W2电位器，使电压表指示最小，再调整差放的调零旋钮，使电压表指示为零。
（4）给梁一个较大的位移，调整移相器，使电压表指示为最大，同时可用示波器观察相敏检波器的输出波形（全半波为正常）。
（5）F/V表在20V档，旋转测微头，使电压表读数为零（此时铁芯又回到中间位置），记录该中间位置的刻度。
旋动测微头，每隔0.5mm读数记录实验数据，填入下表：
X（mm）
V（V）
（6）测微头回零位，反方向旋动测微头，每隔0.5mm读数记录实验数据，填入下表：
X（mm）
V（V）
思考题
1．作出V一X曲线，给出你认为较好的线性工作区间，分析产生非线性误差的原因是什么？求出灵敏度。