差动变压器的性能(自检实验二)剖析
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。
差动变压器的性能实验
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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)。
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。
实验二 差动变压器(互感式)的性能
实验二差动变压器（互感式）的性能一、实验目的了解差动变压器原理及工作情况。
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。
其原理及输出特性曲线见图二左图。
三、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（悬浮工作状态）灵敏度10mv/div，触发选择打到第一通道，主、副电源关闭。
四、实验步骤：（1）根据图二右图接线，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。
（2）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。
图10（3）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。
（4）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。
读数过程中应注意初、次级波形的相应关系。
五、思考（1）根据实验结果，指出线性范围。
（2）当差动变压器中磁棒的位置由上到下变化时，双线示波器观察到的波形相位会发生怎样的变化？（3）用测微头调节振动平台位置，使示波器上观察到的差动变压器的输出端信号为最小，这个最小电压称作什么？由于什么原因造成？。
实验二 差动变压器特性及应用
实验二差动变压器特性及应用实验性质：综合性实验实验目的：1、了解差动变压器的原理及工作情况。
2、了解如何用适当的网络线路对残余电压进行补偿。
3、了解差动变压器的实际应用。
实验仪器：音频振荡器、测微头、双线示波器、电桥、差动变压器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表、低频振荡器、激振器。
实验步骤：一、差动变压器性能检测1、设定有关旋钮初始位置：音频振荡器4KHz，双线示波器第一通道灵敏度500mV/cm，第二通道灵敏度20mV/cm，触发选择打到第一通道。
2、按图1接线，音频振荡器必须从LV接出。
3、调整音频振荡器幅度旋钮，使音频LV信号输入到初级线圈的电压为2Vp-p。
图1音频振荡器4KHz 接第一通道接第二通道4、旋动测微头，从示波器上读出次级输出电压Vp-p 值填入下表：读出过程中应注意初、次级波形的相位关系：当铁芯从上至下时，相位由________相变为________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较高档，如0.2V/cm,这个最小电压叫做 ，可以看出它与输入电压的相位差约为__________，因此是__________正交分量。
6、根据所得结果，画出(V op-p －X)曲线，指出线线工作范围，求出灵敏度：VS X∆=∆ 注意事项：（1）差动变压器的激励源必须从音频振荡器的电流输出口(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(即同名端相连。
这可通过信号相位有否变化判别之)。
（3）差动变压器与示波器的连线应尽量短一些，以免引入干扰。
二、差动变压器零点残余电压的补偿1、设定有关旋钮的初始位置：音频振荡器4KHz ，双线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。
2、观察差动变压器的结构。
按图2接线，音频振荡必须从LV 插口输出，w1、w2、r 、c 为电桥单元中调平衡网络。
【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。
05 差动变压器的性能测定
实验五 差动变压器的性能测定一、 实验目的：1、了解差动变压器的工作原理和特性。
2、了解三段式差动变压器的结构。
二、 基本原理：差动变压器由一只初级线圈和二只次线圈及铁芯组成，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，即同名端接在一起，就引出差动输出，其输出电势则反映出被测体的位移量。
差动变压器的输出电压的有效值可以近似用关系式：222Pi210R )(PLU M M U ωω+-=表示,式中L P 、R P 为初级线圈电感和损耗电阻，Ui 、ω为激励电压和频率，M 1、M 2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R P 2＞ω2L P 2，则输出电压Uo 受频率变动影响较大，且灵敏度较低，只有当ω2L P 2＞＞R P 2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。
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。
四、 实验内容与步骤：1、将差动变压器及测微头按装在差动变压器实验模板上。
2、将传感器引线插头插入实验模板的插座中，在模块上按图5-1接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的音频振荡器的端子（正相或反相）输出，调节音频振荡器的频率，使输出频率为4-5KHZ （可用主控箱的频率计来监测）。
调节输出幅度为峰—峰值Vp-p=2V （可用示波器监测）。
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，另一个方向为负位移，从Vp-p 最小开始旋动测微头，每0.2mm 从示波器上读出输出电压Vp-p 值，填入下表5-1，再从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(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。
【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。
差动变压器的特性实验-实验报告
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、实验原理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1-1所示。
图1-1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。
三、实验过程与数据处理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，用导线将差动放大器的正负输入端连接，再将其输出端接到数字电压表的输入端；按下面板上电压量程转换开关的20V档按键（实验台为将电压量程拨到20V 档）；接通电源开关，旋动放大器的调零电位器RP2旋钮使电压表指示向零趋近，然后换到2V量程，旋动调零电位器RP2旋钮使电压表指示为零；此后调零电位器 RP2旋钮不再调节，根据实验适当调节增益电位器RP1。
3.按图1-1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。
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，广泛应用于电力系统中的保护和控制中。
本次实验旨在通过实验方法验证差动变压器的工作原理，并研究其性能参数与实验条件的关系。
实验装置及原理介绍实验装置实验中使用的差动变压器实验装置包括两台单相变压器、一个调控盘、一个电压表和一个电流表。
其中，单相变压器的一侧通过调控盘和电流表连接至电源，另一侧通过调控盘和电压表连接至负载。
差动变压器原理差动变压器由两个单相变压器组成，分别为主变和副变。
主变和副变的原边和副边通过差动连接，主变的原边和副变的副边分别与电源和负载相连。
差动变压器主要通过相互感应作用来实现信号的传递和转换。
当主、副变的副边电流完全平衡时，差动变压器工作正常；当主、副变的副边电流不平衡时，差动变压器工作异常，可能引发保护动作。
实验步骤及结果分析实验步骤1.将调控盘设定为主变边额定电压，记录电压表示数。
2.在负载侧接入适当的负载，记录电流表示数。
3.将调控盘逐渐扩大到副变边额定电压，记录电压表和电流表示数。
4.逐渐减小负载或将主、副变的原边电压调至额定值，记录电流表示数。
5.根据记录的数据，计算差动电流、变比和误差等。
实验结果分析根据实验记录的数据，我们可以计算差动电流、变比和误差等参数。
差动电流是差动变压器工作正常与异常的重要指标，其大小与主、副变的副边电流平衡程度相关，主、副变的副边电流完全平衡时，差动电流为0；当主、副变的副边电流不平衡时，差动电流不为0，此时需要进行保护动作。
变比是差动变压器主变与副变的变压比，它是电压传输的重要性能指标，也是差动保护装置的参数之一。
误差是主变和副变的测量值与理论值之间的差异，其大小直接影响差动保护装置的灵敏度。
实验结果与讨论差动电流根据实验数据计算得到的差动电流如下： 1. 主变电流：10A 2. 副变电流：10.2A 3. 差动电流：0.2A变比由实验数据计算得到的变比为：1：1.02误差根据实验数据计算得到的误差为：0.02实验结论通过本次实验，我们验证了差动变压器的工作原理，并得到了差动电流、变比和误差等参数。
实验22——实验报告 (2)
差动一、实验目的通过实验学习差动变压测试系统的组成和标定方法；通过实验掌握相敏检波电路的设计思想；养成良好的分析问题解决问题的思维。
二、实验原理差动变压器主要主要是利用铁芯在差动变压器中移动，将非电量的位移转化为线圈间的互感M的一种磁电机构。
其电路图可表示为图一：R2L3 1m L4 1mR4图 1 差动变压器等效电路具体输出可表示为：幅频特性：12120***NE UNσσ∆= (1)相频特性：21()arctaneQω=（2）其中11LQrω=，为电感的品质因数。
由公式（1）可知，当铁芯产生σ∆的位移时，输出电压会产生线性的变化。
实验中只需测出电压的变化，即可推算出σ∆。
实验中，考虑到输出信号为交流信号，为了方便测量，采用相敏检波电路，将其转化为带直流分量的信号，从而通过对直流分量的测量，实现对电压的测量。
同时将电路的相位信息反映出来。
具体实验电路的框图如下：图 2实验电路框架图实际实验中主要干扰来自差动变压器的零残电压，差动放大器的零漂电压，以及元件参数精度等。
对于差动变压器的零残电压，主要有基波分量以及高次谐波分量。
零残电压的产生主要原因有：a、由于制造工艺的影响，使得差动变压器不对称b、传感器中存在寄生参数；c、供电电源中含有高次谐波；d、磁路本身存在非线性。
e、工频干扰针对以上几点原因，主要采取的补偿方法有：a、从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对程；b、对芯片做好电源的退耦处理，防止引入高次谐波；c、采用相敏检波电路，实验中的相敏检波电路能将高次谐波与基波分开，基波分量将在该电路中被转化为含有直流成分的信号，而高次谐波将无法转化，从而在通过后级滤波器时被滤去，实现对高次谐波的补偿；d、选用补偿电路。
实验中主要利用电路从信号输入端获取信号，并将信号送到差分放大的前端，利用差放的减法作用，将原信号的基波分量减去，该方法理论上可使零残电压中基波分量为零。
本实验主要目的是找出差动变压器位移与输出电压的关系，并标定，以便在实际测量中使用。
差动变压器的性能试验+激励频率对差动变压器特性的影响
差动变压器的性能试验学校：汕头大学专业：电子信息工程年级：10级姓名：胡丹一、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两只次线圈及一个铁心组成，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。
当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁心也随着轴向移位，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压产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级方向串接，就引出差动电动势输出，其输出电势反映出被测体的移动量。
输出总电动势的有效值为：三、实验设备与器件单元主机箱中的直流稳压电源、音频振荡器；差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器。
四、数据处理1.实验数据X —X —曲线当x=0mm时，输出总电势有最小值2.04mV不为0。
因此，该差动变压器存在零点残余电势。
除此之外，输出电动势与位移基本上成线性关系，与实验手册中图4-3一致。
2.求灵敏度和非线性误差。
1) x=1mm ，数据如下：系统的灵敏度S ：的平均值为：灵敏度B. 计算非线性误差：这里采用最小二乘法拟合线。
由EXCEL 辅助求出最小二乘拟合方程为：。
下图中作出了实测值与拟合值的偏差曲线，从图中可以看出，当x=0mm 时有最大偏差。
而 ，所以，。
2) x=3mm ，数据如下：敏度S ：的平均值为：灵敏度B. 计算非线性误差：这里采用最小二乘法拟合线。
由EXCEL 辅助求出最小二乘拟合方程为：。
下图中作出了实测值与拟合值的偏差曲线，从图中可以看出，当x=0mm 时有最大偏差。
而 ，所以，。
3) x=-1mm ，数据如下：的灵敏度S ： 的平均值为：灵敏度B. 计算非线性误差：这里采用最小二乘法拟合线。
由EXCEL 辅助求出最小二乘拟合方程。
下图中作出了实测值与拟合值的偏差曲线，从图中可以看出，当x=0mm 时有最大偏差。
而 ，所以，。
4) x=-3mm ，数据如下：X(mm) -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0敏度S ：的平均值为：灵敏度B. 计算非线性误差：这里采用最小二乘法拟合线。
自感式差动变压器的特性实验
自感式差动变压器的特性实验
一、实验目的
1、了解自感式差动变压器的基本结构。
2、掌握自感式差动变压器及整流电路的工作原理。
3、掌握自感式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
自感式差动变压器电路图如图12-1所示。
图12-1 自感式差动变压器实验电路图
传感器的两个次级线圈(N2、N3)作为交流电桥的两个桥臂，R1、R2为另外两个桥臂，D1、D2、D3、D4组成相敏整流器，A、B之间输入交流电压，M、N之间输出脉动直流电压，经R3、R4、C1滤波后输出直流电压。
四、实验步骤
1、按实验十一的步骤1和2进行操作。
2、按图12-1将信号源的A端接至次级线圈N2、N3的中间连线点，B端接至L，N2上端接E点，N3下端接G点，B与L、J与M、K与N连接，差动放大器与电压表接线不变，这样构成自感式差动变压器实验电路。
3、按实验十一的步骤4进行实验，将实验结果记入下表。
表12-1
五、实验报告
1、根据表12-1，画出输入/输出特性曲线)X(f
U
，并且计算灵敏度和非
O
线性误差。
2、比较差动变压器和自感式差动变压器的灵敏度和线性度。
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。
变压器差动保护实验
实验内容实验二变压器差动保护实验（一）实验目的1．熟悉变压器纵差保护的组成原理及整定值的调整方法。
2．了解 Y∕Δ接线的变压器，其电流互感器二次接线方式对减少不平衡电流的影响。
3．了解差动保护制动特性的特点。
（二）变压器纵联差动保护的基本原理1．变压器保护的配置变压器是十分重要和贵重的电力设备，电力部门中使用相当普遍。
变压器如发生故障将给供电的可靠性带来严重的后果，因此在变压器上应装设灵敏、快速、可靠和选择性好的保护装置。
变压器上装设的保护一般有两类：一种为主保护，如瓦斯保护，差动保护；另一种称后备保护，如过电流保护、低电压起动的过流保护等。
本试验台的主保护采用二次谐波制动原理的比率制动差动保护。
2．变压器纵联差动保护基本原理如图7-1所示为双绕组纵联差动保护的单相原理说明图，元件两侧的电流互感器的接线应使在正常和外部故障时流入继电器的电流为两侧电流之差，其值接近于零，继电器不动作；内部故障时流入继电器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。
但是，由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，为了保证正常和外部故障时，变压器两侧的两个电流相等，从而使流入继电器的电流为零。
即：式中：KTAY 、KTA△——分别为变压器 Y 侧和△侧电流互感器变比；KT——变压器变比。
显然要使正常和外部故障时流入继电器的电流为零，就必须适当选择两侧互感器的变比，使其比值等于变压器变比。
但是，实际上正常或外部故障时流入继电器的电流不会为零，即有不平衡电流出现。
原因是：（1）各侧电流互感器的磁化特性不可能一致。
（2）为满足（7-1）式要求，计算出的电流互感器的变比，与选用的标准化变比不可能相同；（3）当采用带负荷调压的变压器时，由于运行的需要为维持电压水平，常常变化变比 KT，从而使（7-1）式不能得到满足。
（4）由图 7-1可见，变压器一侧采用△接线，一侧采用Y接线，因而两侧电流的相位会出现 30°的角度差，就会产生很大的不平衡电流（见图7-2）。
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。
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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1
U
•
为一次一次绕组激励电压；
1
M、
2
M分别为一次绕组与两个二次绕组间
的互感；
1
L为一次绕组的电感；
1
r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：
1
1
11
U
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：
211
a
E j M I
ω
••
=-、
221
b
E j M I
ω
••
=-
次级绕组反相串联后的电势差为：
121
222
11
()
a b
j M M U
U E E
r j L
ω
ω
•
•••-
=-=-
+
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。
3、电子连线若干。
四、实验步骤：
1、（1）将信号发生器LF/AF按钮置于AF位置，并用示波器观察输出波形，将输出波形频率调节到4KHZ，幅值调节调节至Vp-p=5V。
（2）按图30.3连接好各实验模块，接上各模块电源。
（3）调节STIM-08模块的差分放大增益适中，将输出波形调节到一个合适的范围。
（若出现削波现象则适当减小增益）
（4）将差动变压器放置在STIM-08模块的支架上，活动衔铁轴连接测微头。
调节差动变压器与测微头的位置，观察示波器使输出信号的幅值为最小，固定传感器和测微头。
（5）按表2-1要求分别将测微头往外旋转和往内旋转，每旋转0.5mm读取示波器数据。
将数据记录在以下表格中。
表2-1差动变压器位移特性实验数据记录表
位移（mm）0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 VOUT1（mv）
位移（mm）-0.
5 -1 -1.5 -2 -2.
5
-3 -3.
5
-4 -4.5 -5
VOUT1（mv）
（7）按零点补偿实验连接好各实验模块，接上各模块电源调节（RP1）和(RP2)，通过示波器B通道观察输出的电动势幅值近似为零。
（8）旋转测微头使衔铁左右分别移动一个相同的距离（距离不大于5mm），用示波器观察系统输出是否对称。
如果不对称则需要反复调节衔铁的位置、零点补偿电桥、移相器，使输出信号正负对称。
2.（1）按图31-1差动变压器振动测量实验连接好各实验模块。
差动变压器初级的激励电源由STIM-08模块上的AF提供，频率在4-5KHZ之间。
通过振幅调节（RP3）调节激励电源的幅值为Vp-p=5V。
（2）将差动变压器安装STIM-03模块的支架上，将活动衔铁与振动盘中间轴连接，调节衔铁的位置，观察示波器通道B是输出信号的幅值为最小，固定传感器。
（3）检查无误后接上各模块电源。
将信号发生器LF/AF按钮置于LF位置，并用示波器观察输出波形的振幅，调节LF振荡器幅值调节旋钮，使Vp-p=8V。
将LF输出信号接到STIM-03模块。
（4）通过调节STIM-02模块上的移相器使STIM-02模块OUT2输出为全波整流波形。
（5）调节STIM-03模块的振幅调节旋钮，保持振动源振幅不变。
调节实训台上LF振荡器“+”“-”来改变振动频率。
每改变3Hz记录一个数据，将数据记录在表2-2中。
表2-2差动变压器振动定幅调频实验数据记录表
频率（Hz） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
输出电压
Vp-p(mv)
（6）保持频率不变（使LF振荡器输出F=15Hz），按下面的表格调节实训台上LF振荡器振幅调节旋钮或STIM-03模块的振幅调节旋钮，改变LF_OUT 的Vp-p值，并将对应的数据记录在表2-3中。
表2-3差动变压器振动定频调幅实验数据记录表
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
LF_OUT
Vp-p（v）
输出电压
Vp-p(mv)
AF振荡
器
频率
示波器
A通道
示波器
B通道图30.3 差动变压器位移特性实验接线图
图31.1 差动变压器振动测量实验接线图五、思考
（1）根据实验结果，指出线性范围。
示波器
B通道
示波器
A通道
LF振荡器
Vp-p=8V
（2）当差动变压器中磁棒的位置由上到下变化时，双线示波器观察到的波形相位会发生怎样的变化？
（3）用测微头调节振动平台位置，使示波器上观察到的差动变压器的输出端信号为最小，这个最小电压称作什么？由于什么原因造成？
六、X-V曲线（用坐标纸）
七、实验小结
指导教师批阅及成绩
指导教师签名：
年月日。