差动变压器式传感器的测试实验简介
差动变压器实验
二、实验内容
一、差动变压器工作原理验证测试 二、激励频率对差动变压器传感器特性的影响。 零点残余电压的补偿 三、差动变压器传感器零点残余电压的补偿 四、差动变压器的性能标定。
三、实验应知知识
1、电感传感器的基本定义
利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感量或互感量 的变化，进而由测量电路转换为电压或电流变化量的装置,称为 电感传感器。电感式传感器种类很多，主要有自感式传感器、 差动变压器式电感式传感器、电涡流式电感传感器三种。
传感器的灵敏度
灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y 对输入量变化△x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出 和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则， 它将随输入量的变化而变化。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某 位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为 200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。
感测技术实验概述
大家知道，当今时代，是“信息时代”。计算机被 称为“大脑”，传感器被称为“五官”。信息的获取 和处理都离不开“大脑”和“五官”。作为提供信息 的传感技术及传感器倍受重视，进入到一个飞速发展 的新由阶于段传。感器技术的空前发展，其应用领域不断深入， 已十分广泛地应用于国防、航空、航天、交通运输、 工业自动化、家用电器等各个领域。并已发展为一种 专门的技术学科，成为现代信息技术的重要基础之一。 鉴于传感器在现代科学技术中的重要地位，作为新世 纪的大学生有必要对这一领域有所了解与掌握。
实验数据记录
按表要求，参照 ③与④ 的操作步骤，分别使动铁芯产生1mm 和2mm 的位 移，保持位移量与输入信号的幅度不变，分别改变信号频率为：1、3 、 5、 7、9KHZ，并记录不同频率时的输出电压数据。
实验二 差动变压器式电感传感器的静态位移性能
实验二差动变压器式电感传感器的静态位移性能一、实验目的1、通过实验，掌握差动变压器式电感传感器的基本工作原理。
二、实验原理差动变压器式电感传感器是利用感应电动势的方法，将物理量（如位移、压力、力等）转换为电信号的电子传感器。
差动变压器式电感传感器的基本组成为：主变压器、感应线圈和吸引式铁芯。
其中主变压器的主要作用是调制、解调信号，感应线圈是感应位移的探头，吸引式铁芯则用于传递感应力或位移作用。
当感应线圈产生了位移时，感应线圈中的磁通量随之变化，从而产生了感应电动势。
通过差动测量，可以得到感应线圈中的感应电动势。
差动变压器式电感传感器在运转中，其电感值随着位移的变化而变化。
最终，差动变压器式电感传感器可以将位移信号转化为电信号，并将转化后的电信号输出。
差动变压器式电感传感器相对于其他传感器的优势在于，其精确度比较高，线性度良好，同时具有较高的抗干扰能力和稳定性，适用于许多高精度位移测量场合。
三、实验器材与仪器2、数字万用表3、直流稳压电源4、温度控制器5、实验样品四、实验步骤1、连接实验装置：将差动变压器式电感传感器、数字万用表、直流稳压电源和温度控制器按照电路线路图连成一整个电路。
待连接完毕后，检查各个实验器材连接是否牢固且正确。
2、打开电源：将直流稳压电源和温度控制器的电源开关打开。
3、调节电源电压：调节直流稳压电源输出电压为3V并固定。
4、测量初始电压：将数字万用表的测量回路连接至差动变压器式电感传感器的输出端口，调节温度控制器以达到室温环境下的温度值。
在测定之前，需要先将应变计（或激光信号测试仪等测试仪器）分别置于初态位置和终态位置，然后测量出其初始电压值和终态电压值，并记录下来。
5、应变测试：通过手动控制实验样品位移并使实验样品进行定量的变化，此时差动测量器的输出电压值也会相应变化。
根据变化的大小，对应获取测量结果，并记录下差动测量器的输出电压值。
6、数据分析：在完成实验测量之后，需要对实验测量数据进行分析，并得到本次实验的相关结论。
差动变压器式电感传感器的性能测试PPT课件
传感器的组成
敏感元件
初级线圈
次级线圈
测量电路
通常由铁磁材料制成， 用于感受被测量的变化。
绕在敏感元件上的线圈， 用于产生磁场。
绕在铁芯上的线圈，用 于接收磁通量变化的感
应电动势。
用于测量次级线圈中产 生的感应电动势的大小。
工作流程
当被测量的变化引起敏感元件的 位移时，初级线圈中产生的磁场 发生变化，从而使得穿过次级线
数据采集卡 示波器
测试步骤
准备测试设备，搭建测试 环境。
将差动变压器式电感传感 器接入测试系统，进行初 步调试。
使用信号发生器产生模拟 信号，通过数据采集卡采 集差动变压器式电感传感 器的输出信号。
根据测试结果，评估差动 变压器式电感传感器的性 能指标，如线性度、灵敏 度、迟滞等。
使用示波器和电脑对采集 到的输出信号进行分析和 处理，获取传感器的性能 参数。
圈的磁通量发生变化。
次级线圈中产生感应电动势，其 大小与磁通量变化的速率成正比。
通过测量电路测量次级线圈中产 生的感应电动势的大小，可以得
到被测量的变化。
03
性能测试方案
测试环境
温度
20℃±2℃湿度源自50%±5%电源直流电源，电压范围为10V-30V
测试平台
稳定的测试平台，避免外界干扰
测试设备
差动变压器式电感传感器 信号发生器
性能优化
根据性能评价结果，对传感器的 设计、制造工艺等进行优化改进， 提高其性能指标。
05
差动变压器式电感传感器的 应用
应用领域
工业自动化
差动变压器式电感传感器在工业自动化领域中广泛应用于 位移、振动、压力等参数的测量，提高了生产过程的控制 精度和自动化水平。
差动变压器式电感传感器的性能测试课件
功能测试方法
温度特性测试
在不同温度下对传感器进行测试 ，评估其温度对性能的影响。
长期稳定性测试
长时间对传感器进行测试，评估 其在长时间运行下的稳定性。
防护等级测试
检验传感器的防护性能，如防水 、防尘等能力。
04
差动变压器式电感传感器 的性能测试案例
数百赫兹。
差动变压器式电感传感器的特点
高灵敏度
由于差动结构可以消除非线性误 差，因此差动变压器式电感传感 器具有高灵敏度，可以检测微小
的位置变化。
抗干扰能力强
由于其工作原理基于电磁感应，因 此差动变压器式电感传感器对电磁 干扰具有较强的抗干扰能力。
长期稳定性
由于机械结构较为简单，差动变压 器式电感传感器的长期稳定性较好 。
02
差动变压器式电感传感器 的性能指标
灵敏度
总结词
灵敏度是差动变压器式电感传感器的 重要性能指标，它反映了传感器对被 测量物体变化的响应程度。
详细描述
差动变压器式电感传感器的灵敏度高 ，意味着当被测量物体发生变化时， 传感器输出的变化量也更大。这有助 于提高测量精度和分辨率。
线性范围
总结词
线性范围是指差动变压器式电感传感器在正常工作条件下，能够准确测量的输 入量程范围。
详细描述
零漂现象会导致传感器在输入量不变时产生误差。在性能测 试中，应关注零漂现象并进行修正，以确保测量的准确性。
03
差动变压器式电感传感器 的测试方法
静态测试方法
01
02
03
04
空载测试
检验传感器的空载性能，如零 点漂移、灵敏度等指标。
负载测试
自动化传感器实验报告五 差动变压器的性能测定
广东技术师范学院实验报告学院： 自动化学院 专业： 自动化 班级： 08自动化成绩：姓名：学号：组别： 组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：实验 五 项目名称： 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级线圈及铁芯组成，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。
当传感器随着被测物体移动时，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。
三、需用器件与单元传感器实验箱（一）、传感器调理电路挂件、测微头、差动变压器、信号源。
四、实验内容与步骤1．将差动变压器及测微头安装在传感器实验箱（一）的传感器支架上，将“差动式”传感器引线插头插入实验模板的插座中。
2．调节功率信号发生器，使之输出频率为4-5KHz 、幅度为Vp-p=2V 的正弦信号，并用示波器的CH1监视输出。
3．将功率信号发生器的功率输出端接“差动变压器实验”单元激励电压输入端，把“差动变压器实验”单元的输出端3、4接入示波器的CH2，同时接入交流毫伏表。
3．旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形Vp-p 为最小，这时可以左右移动旋动测微头，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 从交流毫伏表上读出输出电压Vp-p 值，填入下表6-1，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。
图6-1差动变压器连接示意图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的大小，根据表6-1画出Vop-p—X曲线，作出量程为±1mm、±3mm灵敏度和非线性误差。
差动变压器传感器实验报告
差动变压器传感器实验报告差动变压器传感器实验报告引言差动变压器传感器是一种常用的电气设备，用于测量电流和电压的差异。
本实验报告旨在介绍差动变压器传感器的原理、实验过程和结果分析。
一、原理介绍差动变压器传感器是一种基于电磁感应原理的设备。
它由两个互相绕制的线圈组成，分别称为主绕组和次绕组。
主绕组通常与电源连接，次绕组则与负载连接。
当主绕组中通过电流时，产生的磁场会通过铁芯传导到次绕组中，从而在次绕组中感应出电动势。
通过测量次绕组中的电压差异，我们可以间接测量主绕组中的电流。
二、实验过程1. 实验准备在进行实验前，我们需要准备以下材料和设备：- 差动变压器传感器- 直流电源- 电流表- 电压表- 负载电阻2. 连接电路将直流电源连接到差动变压器传感器的主绕组上，同时将负载电阻连接到次绕组上。
接下来，将电流表连接到主绕组上，将电压表连接到次绕组上。
3. 实验操作逐步增加直流电源的电压，并记录主绕组和次绕组的电流和电压值。
在每次调整电压后，等待电路稳定后进行测量。
4. 数据记录与分析将实验中测得的数据记录下来，并进行分析。
比较主绕组和次绕组的电流和电压值，观察它们之间的差异。
三、结果分析根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 当主绕组中通过电流时，次绕组中也会感应出电动势。
这是因为主绕组中的磁场通过铁芯传导到次绕组中，从而产生电磁感应现象。
2. 主绕组中的电流和次绕组中的电流不完全相等，存在一定的差异。
这是由于电流在传输过程中会受到电阻、电感等因素的影响。
3. 通过测量次绕组中的电压差异，我们可以推算出主绕组中的电流差异。
这为我们提供了一种间接测量主绕组电流的方法。
四、实验误差与改进在本次实验中，可能存在以下误差：1. 电路中的电阻、电感等元件可能会引入一定的误差。
为了减小误差，可以选择更精确的电子元件。
2. 实验过程中，可能会有温度变化等因素对测量结果产生影响。
为了减小这些影响，可以在实验过程中控制环境温度。
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。
差动变压器式电感传感器的性能测试课件
分析各因素对传感器性能的影响程度，找出关键影响因素。
优化建议
根据测试结果和影响因素分析，提出优化传感器性能的建议和改 进措施。
感您的 看
THANKS
02
差器感 感器的性能指
线性度
总结词
线性度是衡量传感器输出与输入之间线性关系的指标。
详细描述
线性度表示传感器实际输出曲线与理想直线之间的偏差程度。在性能测试中， 需要记录传感器在不同输入下的输出值，并绘制实际输出曲线，通过对比理想 直线来评估线性度。
灵敏度
总结词
灵敏度表示传感器输出变化量与输入变化量之间的比例。
位移测量
由于其高灵敏度和线性度， 差动变压器式电感传感器 常用于测量微小位移和振 动。
液位测量
在石油、化工、制药等领 域，差动变压器式电感传 感器可用于测量液位高度。
差动变压器式电感传感器的优缺点
优点
高灵敏度、高线性度、高重复性、稳 定性好、抗干扰能力强等。
缺点
易受温度、湿度等环境因素影响，需 要定期校准和维护。
03
差器感 感器的法
静态测试
总结词
在静态测试中，主要对差动变压器式电感传感器的线性度、灵敏度、零点输出和量程等 参数进行测试。
详细描述
线性度测试是评估传感器输出与输入之间是否呈线性关系，以检验其准确性。灵敏度测 试则是测量传感器在输入变化时输出的变化程度。零点输出测试是在输入为零的情况下，
检查传感器的输出是否接近零。量程测试则是确定传感器在最大或最小输入时的工作范 围。
差动变压器式电感传感器通常由初级 线圈、次级线圈和铁芯组成，初级线 圈输入交流电源，次级线圈输出感应 电动势。
工作原理基于变压器的工作原理，通 过改变铁芯的位置，使磁阻发生变化， 从而改变磁通量，进而产生感应电动 势。
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。
差动变压器式电感传感器的性能测试
差动变压器式电感传感器零点残余电压的测试与补偿方法是：将传感器接 音频信号源，调节螺旋测微头，使传感器的输入为零，用示波器或液晶电压 表观察其输出电压，可以测出传感器零点电压的大小，应将放大器增益调至 最大。零点残余的补偿可以通过调节电位器1和2来实现，反复调节电位器， 使传感器在输入为零时的输出也为零，就达到了对零点残余电压补偿的目的。
实验三
差动变压器式电感传感器的性能测试
一、实验目的：
1.通过本次实验使同学们进一步了解差动变压器式传感器的结构 原理；
2.掌握这种传感器的常用测量电路的工作原理和性能特点； 3.通过本次实验进一步理解差动变压器式传感器零点残余电压的有 关概念，掌握消除零点残余的基本原理和方法； 4.掌握这种传感器基本性能的标定方法； 5.进一步学习电桥网络的调零和双线示波器的使用技巧；
5、差动变压器式电感传感器性能测试原理
本次实验是利用ZCY——1型传感器实验台提供的设备完成的。测试原理 如图： 整个测试系统由激振源1、振动台2、支架3、测微头4、振动梁5、差动变 压器式电感传感器6、调零网络7、载波信号源8、移相电路9、电压表10、 低通滤器11和相敏检波电路12等部分组成。该系统用实训台上的振动梁来 驱动传感器的动铁芯，使之产生一位移X，从而使得传感器输出一个差动电 压信号U01、U02；此信号经相敏检波后送低通滤波器，得到一与位移大小成 正比、与位移方向有固定关系的电压量。通过螺旋测微头可对其进行标定。
V S X
1.差动变压器的输出特性测量
① 观察差动变压器式电感传感器的外形构造， 并按图连接实验电路。即将传感器的初级绕 组接音频振荡器，必须从Lv插口接出。
②调整音频振荡器，用示波器测量，使其输 出频率为4KHZ/2Vp-p；并从音频振荡器的 Lv端口输出。
《传感器与检测技术》差动变压器性能及标定实验报告
《传感器与检测技术》差动变压器性能及标定实验报告课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型实验项目名称：差动变压器性能及标定一、实验目的：1、了解差动变压器原理及工作情况。
2、了解差动变压器测量系统的组成和标定方法。
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。
从上述工作原理可知，当差动变压器的衔铁连接杆与被测体接触连接时就能检测到物体的位移变化。
二、需用器件与单元：音频振荡器、测微头、主、副电源、差动变压器、振动平台、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、测微头、电桥、电压/频率表、双踪示波器。
四、实验步骤：性能实验：1、根据图 2-4 接线，将差动变压器、音频振荡器（必须从 L V 输出）、双踪示分别接至差动变压器的输入和输出端，调节差动变压器原边线圈音频振荡器激励信号峰-峰值为 2V，音频振荡器频率输出调节到 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。
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。
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，使振动平台往上位移 5mm 并记录初始波形峰-峰值。
4、向下旋转测微头，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 2-1。
根据所得的数据计算灵敏度 S。
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.。
差动变压器式位移传感器静态特性验证实验报告
差动变压器式位移传感器静态特性验证实验报告实验目的：本实验旨在验证差动变压器式位移传感器的静态特性，包括灵敏度、线性度和稳定性等方面。
实验器材：1.差动变压器式位移传感器2.信号发生器3.示波器4.多用表实验步骤：1.将差动变压器式位移传感器连接至信号发生器和示波器。
确保连接正确并稳定。
2.设置信号发生器的频率为固定值，如100Hz，并逐步增加信号幅度，记录传感器输出电压与输入电压的关系。
3.根据记录的数据绘制传感器的灵敏度曲线。
计算并记录不同输入电压下的输出电压变化率，即灵敏度。
4.改变输入电压的频率，如50Hz、200Hz等，重复步骤2和3，以验证传感器在不同频率下的灵敏度变化情况。
5.将输入信号的幅度设置为固定值，如2V，并逐步改变输入信号的频率，记录传感器输出电压与频率的关系。
6.根据记录的数据绘制传感器的频率响应曲线。
计算并记录不同频率下的输出电压变化率。
7.通过对比不同频率下的输出电压变化率，评估传感器的线性度。
8.持续输入相同信号，观察传感器输出电压的稳定性。
记录并分析传感器输出的波动情况。
实验结果与讨论：根据实验数据绘制的灵敏度曲线表明，在不同输入电压和频率下，差动变压器式位移传感器的灵敏度基本保持稳定。
通过对比不同频率下的输出电压变化率，可以得出传感器具有较好的线性度。
此外，传感器在持续输入相同信号的情况下，输出电压波动较小，表现出较好的稳定性。
结论：差动变压器式位移传感器在静态条件下表现出良好的特性，包括稳定的灵敏度、良好的线性度和稳定性。
这些特性使其在位移测量等领域具有广泛的应用前景。
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。
差动变压器性能实验
华南理工大学广州汽车学院实验报告课程名称传感器技术电信系电子信息专业班姓名学号序号实验名称差动变压器性能实验实验日期指导教师一．实验目的了解差动变压器的工作原理和特性二．实验仪器差动变压器模块、测微头、通信接口（含上位机软件）、差动变压器、信号源、直流电源。
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1．根据图2-1将差动变压器安装在差动变压器实验模块上。
图2-1 图2-2 2．将传感器引线插头插入实验模块的插座中，音频信号由振荡器的“00”处输出，打开主控台电源，调节音频信号输出的频率和幅度（用上位机软件检监测），使输出信号频率为4-5KHz，幅度为V p-p=2V，按图2-2接线（1、2接音频信号，3、4为差动变压器输出，接放大器输入端）。
3．用上位机观测Uo的输出，旋动测微头，使上位机观测到的波形峰－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，另一个方向位称为负，从Vp-p最小开始旋动测微头，每隔0.2mm从上位机上读出输出电压Vp-p值，填入下表2-1，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。
五．实验数据记录与分析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2-1画出Vop-p－X曲线，作出量程为±1mm、±3mm灵敏度和非线性误差。
表2-1 差动变压器位移X值与输出电压数据表。
V(mV)X(mm)六．实验心得。
实验二 差动变压器式电感传感器的性能实验
实验二 差动变压器式电感传感器的性能实验实验二（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（9）图（9）图（10）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（10）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输出电压Lv 示波器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。
实验二（2）差动变压器零残电压的补偿一、实验目的：由于零残电压的存在会造成差动变压器零点附近的不灵敏区，如此电压经过放大器还会使放大器未级趋向饱和，影响电路正常工作，因此必须采用适当的方法进行补偿抵消。
二、实验原理：零残电压中主要包含两种波形成份：1．基波分量。
这是由于差动变压器二个次级绕组因材料或工艺差异造成等效电路参数（M、L、R）不同，线圈中的铜损电阻及导磁材料的铁损，线圈中线间电容的存在，都使得激励电流与所产生的磁通不同相。
2．高次谐波。
主要是由导磁材料磁化曲线非线性引起，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使激励电流与磁通波形不一致，产生了非正弦波（主要是三次谐波）磁通，从而在二次绕组中感应出非正弦波的电动势。
传感器原理与检测技术差动变压器：位移测量实验
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线圈波形音频信号vpp4vpp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
实验报告书
课程名：《传感器原理与检测技术》
题目：实验八差动变压器：位移测量实验
4、实验步骤
1、差动变压器安装在位移测量实验模块上。
2、根据上图接线，音频振荡器信号从实验台中0°或180°端子输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为5KHZ（可用实验台的频率表监测）。调节输出幅度4Vp-p（可用示波器监测：X轴为0.2ms/div,Y轴A通道为1V/div，B通道为20mV/div）。图中初级线L1，次级L2,L3,都为连接线插座的对应编号。在线圈端点有一点表示的为同名端(出厂时已连接好)。接线时，也可以判别初级线圈及次级同名端。判别初级线圈及次级线圈同名端其它方法如下：L1(TP1,TP2)为初级线圈，并设另外两个线圈L2、L3的任一端为同名端。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，而且相位与初级线圈波形（音频信号Vp-p=4Vp-p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。
差动变压器式传感器静态特行测试
差动变压器式传感器静态特性测试1. 引言差动变压器式传感器（Differential Transformer，简称DT）是一种常用的电气传感器，广泛应用于测量位移、压力、力量等物理量。
在实际应用中，准确测试差动变压器式传感器的静态特性非常重要，以确保其性能满足要求。
本文将介绍差动变压器式传感器静态特性的测试方法和步骤，并提供相应的Markdown文本格式输出。
2. 测试设备和工具在进行差动变压器式传感器静态特性测试时，需要准备以下设备和工具：•差动变压器式传感器样品•可调直流电源•示波器或多用途数据采集卡•多米尺或其他位移测量工具•万用表•安全绝缘手套和眼罩等个人防护装备3. 测试步骤3.1 准备工作1.确保测试设备和工具正常工作，检查电源和示波器或数据采集卡连接是否正确。
2.将差动变压器式传感器样品安装到测试台架上，确保固定牢固并能够稳定接触被测物体。
3.2 测试电源设置1.将可调直流电源连接到差动变压器式传感器的供电端口，并设置电压输出范围。
2.根据差动变压器式传感器的规格书，确定适合的供电电压，并将电源逐渐调整到该电压值。
3.3 电压输出测试1.在测试之前，必须先将差动变压器式传感器的输出接口与示波器或数据采集卡连接。
2.将多米尺或其他位移测量工具放置在被测物体上，并记录下初始位移值。
3.开始应用电压到传感器，并观察示波器或数据采集卡上的输出信号。
4.当输入电压达到稳态时，记录下相应的位移测量值。
3.4 测量精度测试1.使用万用表测量差动变压器式传感器的输出电压，同时记录下对应的输入电压和位移测量值。
2.计算传感器的输出电压与输入电压的比例关系，并与规格书上的标称传感器灵敏度进行比较。
3.对于位移测量值，根据多米尺或其他位移测量工具的精度，评估传感器的位移测量精度。
3.5 温度稳定性测试1.将差动变压器式传感器暴露在不同温度环境中，可以使用热风枪或恒温槽进行加热或降温。
2.在不同温度点上，重复进行电压输出测试和测量精度测试，记录下相应的测试结果。
差动变压器式电感传感器的性能测试
差动变压器的输出信号经输入变压器1耦合到环形电桥2的一个对角线；解 调信号由解调变压器3输入到环形电桥2的另一个对角线，输出信号从输入变压 器1和解调变压器3的副边中心引出加到负载4上。其中，平衡电阻起限流作用， 以控制二极管导通状态下的解调变压器副绕组工作电流。解调信号的幅值应远 大于被测信号幅值，以便于有效地控制四个二极管的导通状态。解调信号与激 励信号须由同一信号源提供，以保证两者同频率、同相位。
8
8.2.3差动变压器式电感传感器性能测试原理
利用YL—CG型传感器实训台提供的仪器设备，制订差动变压器式电感 传感器性能测试原理如图8.6所示：整个测试系统由激振源1、振动台2、支 架3、测微头4、振动梁5、差动变压器式电感传感器6、调零网络7、载波信 号源8、移相电路9、液晶电压表10、低通滤器11和相敏检波电路12等部分组 成。该系统用实训台上的振动梁来驱动传感器的动铁芯，使之产生一位移X， 从而使得传感器输出一个差动电压信号U01、U02；此信号经相敏检波后送低 通滤波器，得到一与位移大小成正比、与位移方向有固定关系的电压量。通 过螺旋测微头可对其进行标定。
5
u R1
uR2
uR
；2 K u 2
u01
u02
u0 2K u1
（8—1）
其中：Ku1 、Ku2分别为T2、T1的变压比。由电路分析可求出其输出电压为：
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刀具直径及刀具质量也要加以简介
表 BEIJING-FANUC SERIES 系统的操作功能键说明
名称
用
途
循环起动键
自动运转的起动。在自动运转中,自动运转指示灯亮。
进给保持键
自动运转时刀具减速停止。
方式选择键
选择操作种类。
快速进给
刀具快速进给。
JOG 步进进给
手动连续进给,步进进给。
许多大型 CAD/CAM 集成软件已经开发了生产管理模块，实现了计算机辅助生产管
理。加工中心的工序集巾加工方式固然有其独特的优点，但也带来不少问题，列
举如下。
① 粗加工后直接进人精加工阶段，工件的温升来不及回复，冷却后尺寸变
动，影响零件精度。
② 工件由毛坯直接加工为成品，一次装夹中金属切除量大、几何形状变化
工件经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换 刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机 能，依次完成工件几个面上多工序的加工。
加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整 等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的 8O％左右(普通机床仅为 15～20 ％)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期， 具有明显的经济效果。加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品 更换频繁的中小批量生产。
DM 系列立式加工中心机采用了 CNC 计算机数字控制技术，它充分代表了 90 年代以来机床发展的主流，是精密、柔性、高效的自动化设备。
DM 系列立式加工中心为机电一体化高科技产品，它采用了国际先进水平的 32/64 位元数控系统，集当今先进的计算机、自动控制、电力电子技术于一体。 工件无须改变装卡即可自动连续完成多种工序的数控加工，可三轴联动加工三度 空间任意曲面，配备旋转工作台，可控制第四轴，外接同步界面，可控制第五周、 可采用计算机将多台机床利用智慧线按产品工序组合进行柔性加工，可减少人 力、时间。实现变化快，应用范围广的柔性自动化生产。 （二）加工中心主要参数
差动变压器式传感器的测试实验简介
一、实验目的
差动变压器式传感器的测试是《传感器原理及应用》、《测试技术》等技术 基础课程必修的综合性实验。通过实验，使学生掌握工程上常用的差动变压器 式传感器的原理、所需的测量电路、位移及静态特性参数的测量原理和方法， 并掌握相关仪器的工作原理和操作方法。进一步巩固课堂所学知识，培养学生 动手能力和解决问题的能力。
力
主轴鼻端到工 作台面距离
150~770 mm
工作台距离地面高 840mm
度
主轴中心到立 柱滑轨面距离
522mm
主轴马达马力 cont/30min （广域型）
7.5/11(7.5/9) X．Y．Z 轴伺服马
kw
达马力
2.4HP
主轴转速
60-6000 rpm
主轴锥度
BT40
定位精度
±0.005mm
重复定位精度
手轮
手轮进给。
单程序段
每次执行自动运转的一个程序段。
跳过任选程序段开关 跳过任选程序段。
空运转
空运转。
返回参考点
返回参考点。
快速进给倍率
选择快进给倍率的倍率量。
步进进给量
选择步进 1 次的移动量。
紧急停止 锁住选择 手动绝对
进给速度倍率 JOG 进给速度 选择手轮轴 选择手轮轴倍率
使机床紧急停止。 选择机床锁住。 自动运转中插入手动运转时，选择是否将手动移动量 加到绝对值寄存器中。 选择自动运转、手动运转中进给速度的倍率量。 选择手动连续进给速度。 选择手动手轮移动的轴。 选择手动手轮进给中 1 个刻度移动量的倍率。
第一台加工中心是 1958 年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数 控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进 行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。
二十世纪 70 年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱加工中 心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔 加工。 这种多工序集中加工的形式也扩展到了其他类型数控机床，例如车削中 心，它是在数控车床上配置多个自动换刀装置，能控制三个以上的坐标，除车削 外，主轴可以停转或分度，而由刀具旋转进行铣削、钻削、铰孔和攻丝等工序， 适于加工复杂的旋转体零件。加工中心按主轴的布置方式分为立式和卧式两类。 卧式加工中心一般具有分度转台或数控转台，可加工工件的各个侧面；也可作多 个坐标的联合运动，以便加工复杂的空间曲面。立式加工中心一般不带转台，仅 作顶面加工。此外，还有带立、卧两个主轴的复合式加工中心，和主轴能调整成
卧轴或立轴的立卧可调式加工中心，它们能对工件进行五个面的加工。 加工中心的自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀机构组成。刀库种类很
多，常见的有盘式和链式两类。链式刀库存放刀具的容量较大。换刀机构在机床 主轴与刀库之间交换刀具，常见的为机械手；也有不带机械手而由主轴直接与刀 库交换刀具的，称无臂式换刀装置。为了进一步缩短非切削时间，有的加工中心 配有两个自动交换工件的托板。一个装着工件在工作台上加工，另一个则在工作 台外装卸工件。机床完成加工循环后自动交换托板，使装卸工件与切削加工的时 间相重合
二．实验的基本要求 1、了解常用的各类减速器功能作用与结构要求； 2、掌握圆柱齿轮减速器的基本结构与工作原理 3、熟悉圆柱齿轮减速器的结构组成、主要零件的功能作用与结构特点。 4、掌握圆柱齿轮减速器主要参数的测量方法； 5、认真整理实验数据，完成实验报告。
三. 实验内容 在老师指导下动手操作，拆装圆柱齿轮减速器，仔细观察和分析圆柱齿轮减
（l）工序集中 加工中心备有刀库并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工，使得工件在 一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变 机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹，以及其他辅助功能，现代加 工中心更大程度地使工件在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高
效、高精度加工，即工序集中．这是加工中心最突出的特点． （2）对加工对象的适应性强 加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上．而且可以快速实
大，没有释放应力的过程，加工完了一段时间后内应力释放，使工件变形。
③ 切削不断屑，切屑的堆积、缠绕等会影响加工的顺利进行及零件表面质
量，甚至使刀具损坏、工件报废。
④ 装夹零件的夹具必须满足既能承受粗加工中大的切削力，又能在精加工
中准确定位的要求，而且零件夹紧变形要小。
⑤ 由于 ATC 的应用，使工件尺寸受到一定的限制，钻孔深度、刀具长度、
滚珠螺杆 40 mmx10 mm
（直径 x 节距）
自动换刀时间
7.0 秒
气压力
6 kg/cm2
机器重量（净重） 5200 kg
电源容量需求 20 KVA
切削冷却液泵浦马 1/2HP
力
（三）加工中心特点 加工中心（Machining Center）是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，
它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，因此在国内外企业界都受到高度重 视。如今，加工中心已成为现代机床发展的主流方向，加工广泛应用于机械制造 中。与普通数控机床相比，它具有以下几个突出特点。
二、实验的基本要求
1、掌握差动变压器式传感器的基本结构及工作原理 2、熟悉差动变压器传感器测试系统的组成、标定及测量位移的方法。 3、熟悉实验仪器的基本原理与操作方法； 4、在实验老师指导下，亲自操作，测取实验数据； 5、认真处理实验数据，完成实验报告。
三、实验内容：
用 SYS 型综合传感器系统实验仪和双踪电子示波器，选择差动变压器式传感 器和相应的转换电路，组成测试系统，并进行各单元电路输出波形的观测和位移 测量，绘制特性曲线，分析测量结果，计算测试系统的灵敏度、量程、非线性误 差等特性参数。
现批量生产，提高市场竞争能力． （3）加工精度高 加工中心同其他数控机床一样具有加工精度高的特点，而且加工中心由于加
工工序集中，避免了长工艺流程，减少了人为干扰，故加工精度更高，加工质量 更加稳定。
（4）加工生产率高 零件加工所需要的时间包括机动时间与辅助时间两部分。加工中心带有刀库 和自动换刀装置，在一台机床上能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测 量和机床的调整时间，减少工件半成品的周转、搬运和存放时间，使机床的切削 利用率（切削时间和开动时间之比） 高于普通机床 3～4 倍。，达 80％以上。 （5）操作者的劳动强度减轻 加工中心对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作键 盘、装卸零件、进行关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，不需要进行 繁重的重复性手工操作，劳动强度和紧张程度均可大为减轻，劳动条件也得到很 大的改善。 （6）经济效益高 使用加工中心加工零件时，分摊在每个零件上的设备费用是较昂贵的，但在 单件、小批生产的情况下，可以节省许多其他方面的费用，因此能获得良好的经 济效益．例如，在加工之前节省了划线工时，在零件安装到机床上之后可以减少 调整、加工和检验时间，减少了直接生产费用。另外，由于加工中心加工零件不 需手工制作模型、凸轮、钻模板及其他工夹具，省去了许多工艺装备，减少了硬 件投资．还由于加工中心的加工稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。 （7）有利于生产管理的现代化 用加工中心加工零件，能够准确地计算零件的加工工时，并有效地简化了 检验和工夹具、半成品的管理工作。这些特点有利于使生产管理现代化．当前有
（2）BEIJING-FANUC SERIES Ｏ－ＭＤ系统ＣＲＴ／ＭＤＩ的操作功能键 1．复位键(RESET 键)：用于解除报警,CNC 复位。 2．启动键(START 键)：用于 MDI 运转的循环起动或自动运转的循环启动。也作 地址或数字输出键(OUTPUT)。 3. 输入键(INPUT 键)：按地址键或数字键后，地址或数字进入键输入缓冲器并 显示在 CRT 上。若要将缓冲器的信息设置到偏置寄存器中，可按 INPUT 键。此键 作用与软键中的 INPUT 键等同。 4．取消键(CAN 键)：消除键输入缓冲器中的文字或符号。[例] 键输入缓冲器显 示 N0001 时，若按[CAN]键，则 N0001 被取消。 5．光标移动键(CURSOR ↑、↓键)：用小区分单位移动光标时使用。 6. 翻页键(PAGE ↑、↓键)：翻动 CRT 页面时使用。 7．功能操作键： [ POS ] 进行现在位置的显示。 [ PRGRM ] EDIT 方式时，进行存储器内程序的编辑、显示；MDI 方式时，进行 MDI 数据的输入、显示,自动运转中进行指令值的显示等。 [ MENU/OFSET ] 进行偏置量的设定与显示。 [ PARAM DGNOS ] 运行参数的设定、显示及诊断数据的显示。 [ OPR/ALARM ] 显示报警号。 8．软键：软键按照用途可以给出多种功能,并在 CRT 画面的最下方显示：、