差动变压器的性能实验
实验_十二_差动变压器的性能实验
实验十二差动变压器的性能实验一、实验目的：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，有二段和三段式，本实验是三段式结构。
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、实验设备：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（音频震荡器）、直流电源、万用表。
四、实验步骤1、将差动变压器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，接好外围电路，音频震荡器信号必须从主控箱中的L v端子输出，调节音频震荡器的频率，输出频率为3—5KHZ（可用主控箱的频率表输入Fin来检测）。
调节输出幅度为峰-峰值V p-p=2V（可用示波器检测）3、旋转测微头，使示波器第二通道显示的波形峰-峰值V p-p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，至少记录一个周期的数据。
在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。
4、在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。
画出输出电压峰值V op-p—位移X曲线。
五、实验结果及分析差动变压器性能实验数据零点残余电压为2mv六、实验心得在调节测微头时应仔细缓慢单向的调节位移，并不要调节过量，避免回程差产生的误差。
采用补偿线路可减小零点残余电压，使差动传感器测量更准确。
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。
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。
(一) 差动变压器的性能实验
实验三电磁式传感器（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。
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
Vp-p
5、作出幅频(Ｆ—Vp-p)特性曲线。实验完毕，关闭电源。
实验十三 差动变压器零点残余电压补偿实验
一、实验目的：了解差动变压器零点残余电压概念及补偿方法。 二、基本原理：由于差动变压器次级两线圈的等效参数不对称，初级线圈的纵向排列的不
均匀性， 铁芯 B－H 特性的非线性等， 造成铁芯(衔铁) 无论处于线圈的什么位置其输出电压 并不为零， 其最小输出值称为零点残余电压。 在实验十一(差动变压器的性能实验)中已经得 到了零点残余电压， 用差动变压器测量位移应用时一般要对其零点残余电压进行补偿。 本实 验采用实验十一基本原理中(（c）补偿线路减小零点残余电压。
(a) 图 11—4
(b) 减小零点残余电动势电路
(c)
三、需用器件与单元：主机箱中的±15V 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、实验步骤：
附：测微头的组成与使用 测微头组成和读数如图 11—5
测微头读数图 图 11—5 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 0.01mm，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 11-5 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 11—5 乙已过零则读 2.514mm；如图 11—5 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。 当 转动测微头的微分筒时，被测体就会随测杆而位移。
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)。
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。
(一) 差动变压器的性能实验
实验三电磁式传感器（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。
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。
实验三 差动变压器性能实验1
实验三差动变压器性能实验一、实验目的1. 知道差动变压器的工作原理；2. 知道初级线圈激励频率对差动变压器输出性能影响；3. 了解差动变压器零点残余电压的补偿方法二、基本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。
在传感器的初级线圈上接入高频交流信号，当初、次级间的铁芯随着被测体移动时，因初级和次级线圈之间的互感磁通量发生变化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。
差动变压器输出电压与激励频率关系见教材。
差动变压器二只次级线圈的等效参数不对称、线圈的排列不均匀、不一致、铁芯特性的非线性等因素的影响，在铁芯处于差动变压器线圈中间位置时，实际输出电压并不为零。
此称为零点残余电压。
三、实验步骤：1. 下图为差动变压器实验模板连接图。
2、接线如下图所示。
音频振荡器信号从主控箱中的Lv端子输出，音频振荡器的频率和输出峰峰值可调。
注意观察第一通道和第二通道输出的相位，二者是否一致？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。
观察一下能否将输出调节为零，最小输出为零残电压。
因示波器只有4台能用，实验时“3”和“4”端口接入差动放大器，放大器输出接电压表读数。
4. 选择激励频率为1K、3K、5K、7K和9K，从Vp-p最小处开始旋动测微头，每隔0.2mm 测量一次，记下位置与电压关系。
左右各测5个点，并将数据记入表格。
5. 零残电压用下述电路补偿，依次调节RW1和RW2，使输出电压最小。
四、思考题：1、差动变压器的零点残余电压能彻底消除吗？2、试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？。
《差动变压器(互感式)的性能实验》实验指导书
实验二（1） 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、 基本原理：差动变压器的工作原理是电磁互感原理。
差动变压器结构图如图2-1所示，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，差动变压器初、次级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，由于把二个次级绕组反向串接（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），其等效电路如图2-2所示。
1.初级线圈,2、3.次级线圈,4.衔铁图2-1 差动变压器结构示意图 图2-2差动变压器等效电路图图中U1为初级线圈激励电压，M1、M2分别为初级线圈于两个次级线圈间的互感，L1、R1分别为初级线圈的电感和有效电阻，L21、L22分别为两个次级线圈的电感。
R21、R22分别为两个次级线圈的有效电阻。
对于差动变压器，当衔铁处于中间位置时，两个次级线圈互感相同，因而由初级线圈激励引起的感应电动势相同。
由于两个次级线圈反向串接，所以差动输出电动势为零。
当衔铁移向次级线圈L21，这时互感M1大，M2小，因而次级线圈L21内感应电动势，大于次级线圈L22内感应电动势，这时差动输出电动势不为零。
在传感器的量程范围内，衔铁位移越大，差动输出电动势就越大。
同样道理，当衔铁向次级线圈L22一边移动时差动输出电动势仍不为零，但由于移动方向改变，所以输出电动势反相。
因此通过差动变压器输出电动势的大小和相位可以知道衔铁位移量的大小和方向。
中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中国大学MOOC中中国大学MO O C中国大学MO O C中国大学M O OC中国大学MO O C 中国大学MOOC中中国大学M O O C中国大学M O O C 中国大学M O O C中国大学M O O C 中国大学MOOC中由图11-2可以看出初级线圈的电流为：次级线圈的感应电动势为：由于次级线圈反向串接，所以输出的总电动势为：其有效值为：差动变压器的输出特性曲线如图2-3所示，图中E21、E22分别为两个次级线圈的输出感应电动势，E2为差动输出电动势，x 表示衔铁偏离中心位置的距离。
互感式电感传感器——差动变压器性能测试一、实验目的1、了解差动
互感式电感传感器——差动变压器性能测试一、实验目的：1、了解差动变压器原理及工作情况；2、说明如何用适当的网络线路对残余电压进行补偿；3、了解差动变压器测量系统的组成和标定方法；4、了解差动变压器的实际应用。
二、实验内容：1、差动变压器的性能实验；2、差动变压器零残余电压的补偿实验；3、差动变压器的标定实验；4、差动变压器的应用实验（振幅测量、电子称）（一）差动变压器的性能实验实验单元及附件：音频振荡器测微头示波器主、副电源差动变压器振动平台。
旋钮的初始位置：音频振荡器4KHz~8KHz之间，双踪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,示波器第二通道为悬浮工作状态。
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4-1。
实验步骤：（1）根据图4-2接线，将差动变压器、音频振荡器（必须LV输出）、双踪示波器连接起来，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和输出端，调节差动变压器源边线圈音频振荡器激励信号峰峰值为2V。
（2）用手提压差动变压器磁芯，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4-1 图4-2（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）向下旋钮测微头，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峰峰值填入下表，根据所得数据计算灵敏度S。
S=△V/△X（式中△V为电压变化，△X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。
思考题：（1）根据实验结果，指出线性范围。
实验四 差动变压器
实验内容及步骤
1、根据下图，将差动变压器装在差动变压器实验模 块上。
实验步骤
2 在模块上如图4接线。 音频振荡器信号从主控箱中的Lv端子输 出，调节音频振荡器的频率旋钮，使输 出频率为5～10KHz(可用主控箱的数显频 率表来监测，也可用示波器监测）,将 差动变压器的两个次级线圈的同名端相 连（实验板上已连接好）。 引申：判别初级线圈及次级线圈同名端 的方法。1）交流电压法）：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4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，能过零点，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4图中(1)、(2)、(3)、(4)为模块中的实 验插座。 2）干电池法（直流法）
实验内容1 差动变压器性能
实验目的： 1.了解差动变压器的工作原理和特性
需用器件与单元 差动变压器实验模块、差动变压器、测微头、双踪示波器、音 频振荡器、（万用表、实验台直流电源） 实验前准备：清查各实验台柜内实验模块是否齐全 左柜12个实验模块：1、应变传感器；2、电容传感器；3差动电 压器；4压力传感器；5压电传感器；6电涡流传感器；7霍尔传 感器；8温度传感器；9气敏传感器；10湿敏传感器；11光纤传感 器；12 移相器、相敏检波器、低通滤波器 右柜上层抽屉1、无线发射；2、无线接收 右柜下层抽屉1、CCD ；2、液晶显示；3、暗光街灯；4、红外 遥控
⑤ 按表所列数据，每隔0.20mm读取一组数据，将实验数据填入表中 Ｘ(mm)
11 10.8 10.6 10.4 10.2 10 9.8 9.6 9.4 9.2 9
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传感器技术
实验报告
实验序号：实验十二
系别：电子通信工程系
班级： ********班
组别：第一组
成员：7 ****** 实验操作
5 ****** 实验阅读
8 ******* 实验记录
2015年3月23日
实验十二 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两只次级线圈及一个铁芯组成（铁芯在可移动杆的一端），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，将两只次级线圈反向串接（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：
差动变压器实验模块、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块上。
接第一通道示波器接第二通道示
波器
插座管脚编号
图3-2 双线示波器与差动变压器连接示意图
图3-1 差动变压器电容传感器安装示意
2、在模块上按照图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5~10KHz（可用主控箱的数显表的频率
档f
i
输入来监测，实验中可调节频率使波形不失真）。
调节幅度使输出幅度为峰
-峰值V
p-p =2V（可用示波器监测：X轴为div、Y轴CH
1
为1V/div、CH
2
为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（1和2实验插孔作为初级线圈），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(即3和4实验插孔)，而且相位与初
级线圈波形（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断直到正确为止。
图中
（1）、（2）、（3）、（4）为模块中的实验插孔。
）
3、旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形峰-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，则另一个方向位移为负。
从V
p-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V
p-p
值填入表3-1。
再从
V
p-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。
表3-1 差动变压器位移ΔX值与输出电压V
p-p
数据表
4、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3-1画出V
op-p
-X曲线，作出量程为±4mm、±6mm灵敏度和非线性误差。
V
-X曲线
op-p
-X 左半轴拟合直线
V
op-p
-X 右半轴拟合直线
V
op-p
在-4mm,-6mm处,灵敏度为;非线性误差为δf1=y
∆ F •=%;
m/
在+4mm,+6mm处,灵敏度为;非线性误差为δf1=y
∆ F •S= %;
m/
五、实验总结：
通过对实验数据的作图及分析，可以看出差动变压器位移ΔX值与输出电压
V
近似成线性关系；经过这一次的实验，初步认识了差动变压器。
了解了差动p-p
变压器的构成与原理，增加了我对传感器课程学习的渴望，进一步训练了我们的
动手能力。