差动变压器式电感传感器的性能测试.
差动式电感传感器与差动变压器传感器的工作原理
差动式电感传感器与差动变压器传感器的工作原理差动式电感传感器和差动变压器传感器都是用于测量电流的传感器，它们工作原理类似，但也存在一些不同之处。
差动式电感传感器的工作原理：差动式电感传感器利用电感的特性来测量电流。
它由两个线圈组成：一个主线圈和一个副线圈。
主线圈和被测电流通过，产生一个磁场，然后副线圈以一定的距离与主线圈平行排列。
当通过主线圈的电流变化时，会引起主线圈周围的磁场变化。
这个变化的磁场通过感应作用导致副线圈中的电压发生变化。
这个变化的电压可以用来测量电流的大小。
差动变压器传感器的工作原理：差动变压器传感器也是利用电感的特性来测量电流。
它由两个线圈组成：一个主线圈和一个副线圈。
主线圈和被测电流通过，产生一个磁场，然后副线圈以一定的距离与主线圈平行排列。
当通过主线圈的电流变化时，会引起主线圈周围的磁场变化。
这个变化的磁场通过感应作用导致副线圈中的电压发生变化。
这个变化的电压可以用来测量电流的大小。
差动变压器传感器的一个显著特点是它还可以自动调节输出电压，保持在一个恒定值。
这是因为副线圈中的电流通过闭合回路，从而能够控制输出电流。
由此，差动变压器传感器的输出电流可以保持在一个稳定的水平，这对于一些需要精确测量电流的应用非常重要。
差动式电感传感器和差动变压器传感器的区别：1. 差动变压器传感器可以自动调节输出电流，保持在一个恒定值，而差动式电感传感器则不能实现此功能。
2. 差动变压器传感器主要用于测量大电流，可以测量高达几千安培的电流，而差动式电感传感器则主要用于测量小电流，通常在几十毫安到几十安之间。
3. 差动式电感传感器比差动变压器传感器价格更低，更容易实现。
总之，差动式电感传感器和差动变压器传感器在测量电流方面都有自己的优势和适用范围。
根据具体的应用需求，选择合适的传感器可以提高测量的准确性和可靠性。
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。
差动变压器的性能实验
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，差动变压器的结构示意图差动变压器的等效电路图因而二次绕组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。
同样道理，当衔铁向二次绕组L22一边移动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。
由图可以看出一次绕组的电流为：二次绕组的感应动势为：由于二次绕组反向串接，所以输出总电动势为：其有效值为：差动变压器的输出特性曲线如图所示.图中E21、E22分别为两个二次绕组的输出感应电动势，E2为差动输出电动势，x表示衔铁偏离中心位置的距离。
其中E2的实线表示理想的输出特性，而虚线部分表示实际的输出特性。
E0为零点残余电动势，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。
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。
测试技术差动电感式传感器位移特性试验
差动电感式传感器位移特性试验
一、实验目的
了解差动电感式传感器的原理。
比较和差动变压器传感器的不同，
二、实验仪器：
差动传感器、信号源、相敏检波模块、差动变压器实验模块、电压表、示波器、测微头、。
三、实验原理
差动螺管式电感传感器由电感线圈的二个次级线圈反相串接而成，工作在自感基础上，由于衔铁在线圈中位置的变化使二个线圈电感量发生变化，包括两个线圈在内组成的电桥电路的输出电压信号因而发生相应变化。
四、试验内容与步骤
1、将传感器安装在差动变压器模块上，将传感器引线插入试验模块插座中。
2、连接主机与试验模块电源线，按下图连线组成测试系统，两个次级线圈必须接成差动状态。
3、使差动传感器的铁芯偏在一边，使差分放大器有一个较大的输出，调节移相器使输入输出同相或者反相，然后调节电感传感器铁芯到中间位置，直至差分放大器输出波形最小。
4、调节RW1和RW2使电压表显示为零，当衔铁在线圈中左右位移时，L2≠L3，电桥失衡，输出电压信号的大小与衔铁位移量成比例。
5、以衔铁位置居中为起点，分别向左、向右各位移5㎜，记录U、X值并填入下表（每位移0.5㎜记录一个数值）：
五、试验报告：
根据实验记录的数据依次作出U-X曲线，求出灵敏度S，指出线性工作范围。
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。
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
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。
传感器题库及答案
第一章检测技术的基本概念一、填空题：1、传感器有、、组成2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。
3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度。
4、下面公式是计算传感器的。
5、某位移传感器的输入变化量为5mm，输出变化量为800mv，其灵敏度为。
二、选择题：12A3、?PA0.54A3倍5A微差式678A9A三、123、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同（）4、灵敏度其实就是放大倍数（）5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确（）6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字（）7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（）四、问答题1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。
答：指传感器的静态输入、输出特性。
有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
2、产生随机误差的原因是什么，如何减小随机误差对测量结果的影响。
答：是测量中独立的、微小的、偶然的因素引起的结果。
既不能用实验的方法消除，也不能修正。
可以通过增加测量次数，利用概率论的一些理论和统计学的方法进行数据结果处理，服从正态分布。
3、系统误差分几类，怎样减小系统误差。
答：分为恒值误差，例如刻度盘分度差错。
变值误差，环境温度的影响、零点漂移等。
系统误差有规律。
可以通过实验的方法引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以剔除。
4、如何判断系统中存在粗大误差。
答：粗大误差是测量人员的粗心大意及电子测量仪器收到突然强大的干扰所引起的，粗大误差明显超过正常条件下的误差。
五、分析与计算题1、有一温度计，它的测量范围为0—2000C，精度为0.5级，求1）该表可能出现的最大绝对误差。
2）当示值分别为200C、1000C的示值相对误差。
2、预测123、围为04电桥5、12.03mV、6012.15mV、31234123、4、电阻应变片配有桥式测量转换电路的作用是。
5、应变测量电桥的三种接法是、、。
输出电压分别为、、。
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.。
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、了解差动变压器式电感传感器的基本原理及工作情况。
2、了解差动变压器式电感传感器测量系统的组成和作用。
二、基本原理差动变压器的工作原理类似变压器的作用原理。
差动变压器器的结构如图2-1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的变化而变化。
由于把二次绕组反相串接（同名端相接），以差动电势输出，所以称为差动变压器式电感传感器。
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当差动变压器工作在理想状态下（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2-2所示。
当衔铁处于中间位置，两个次级线圈互感相同，因而产生的感应电势相同。
由于二次绕组反相串接，所以差动输出电势为零。
当衔铁移向一侧，这时输出电势不为零，位移越大，输出电动势越大。
当衔铁移向另一侧，由于移动方向改变，所以输出电动势反相。
因此，可以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的大小和方向。
差动变压器的输出特性曲线如图2-3所示。
图中E21、E22分别为两个二次绕组的输出感应电动势，E2 为差动输出电动势，x表示衔铁偏离中心位置的距离。
E2的实线表示理想的输出特性，虚线为实际的输出特性。
E0为零点残余电势。
图2-3 差动变压器输出特性三、所需单元和部件差动变压器式电感传感器、音频振荡器、电桥、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、V/F表、测微器、双线示波器。
四、注意事项1．音频振荡器的信号必须从“LV”输出端输出。
2．差动变压器的两个次级线圈必须接成差动形式。
3．为了便于观察，实验中需要调节示波器的灵敏度。
4．检查所有处理电路单元的开关按钮在释放位（关状态）；5．根据图2-4连接好测量电路后，经同伴检查确认，才可打开电源进行调整及测量工作，以免烧毁仪器元件。
差动式电感传感器与差动变压器传感器的工作原理
差动式电感传感器与差动变压器传感器的工作原理1.差动式电感传感器的工作原理：差动式电感传感器是基于法拉第电感定律工作的。
法拉第电感定律指出，一个导体中的电流变化会产生磁场，而磁场的变化则会引起相邻导体中的电流发生变化。
差动式电感传感器利用这一原理，通过测量两个相邻导体中的电流差异来确定被测电流的大小。
差动式电感传感器由两个平行的线圈组成。
当被测电流通过这两个线圈时，它们产生的磁场会相互耦合。
当电流变化时，这种耦合会引起相邻线圈中的电流发生变化。
通过测量这两个线圈中的电流差异，可以确定被测电流的大小。
2.差动变压器传感器的工作原理：差动变压器传感器是基于变压器原理工作的。
变压器是由一个或多个线圈组成的。
当通过一个线圈的电流发生变化时，它所产生的磁场会耦合到相邻线圈中。
这个耦合现象可以用变压器的转比来描述。
差动变压器传感器利用变压器的这一特性，通过测量两个相邻线圈中的电压差异来确定被测电流的大小。
它由两个平行的线圈组成，当被测电流通过这两个线圈时，它们产生的磁场会相互耦合。
由于磁场的变化会引起电压的变化，因此线圈中的电压也会发生变化。
通过测量这两个线圈中的电压差异，可以确定被测电流的大小。
总结：差动式电感传感器和差动变压器传感器都是通过测量相邻线圈中的电流或电压差异来确定被测电流的大小。
差动式电感传感器基于法拉第电感定律，利用线圈间的磁场耦合来实现测量。
差动变压器传感器则利用变压器的原理，通过线圈中的电压变化来测量。
两种传感器都具有测量精度高、抗干扰能力强等优点，常用于电力系统和工业控制中。
差动变压器式电感传感器及其在交直流激励下的性能
差动变压器式电感传感器及其在交直流激励下的性能差动变压器式电感传感器是一种用于测量电流的传感器，常用于电力系统和工业领域中。
它基于变压器原理，通过将被测电流通过主绕组感应到次级绕组，由此测量出电流。
以下是其在交直流激励下的性能特点：
1.频率响应：差动变压器式电感传感器在交流激励下具有良
好的频率响应特性。
它能够在较宽的频率范围内提供准确
的电流测量结果，通常可满足工频范围内的测量需求。
2.精度：差动变压器式电感传感器的精度一般较高。
它们可
以提供高准确度的电流测量，通常在标称额定电流的一定
范围内能够保持较低的误差。
3.饱和特性：差动变压器式电感传感器在直流或大幅度电流
激励下容易出现磁遥饱和现象。
当电流超过一定阈值时，
传感器的输出信号不再正比于输入电流，误差会增大。
因
此，在使用差动变压器式电感传感器时需要注意电流范围
避免饱和现象对测量结果的影响。
4.线性度：差动变压器式电感传感器的线性度一般较好，能
够提供近似线性的电流-输出特性曲线。
这使得它们在广
泛的电流范围内具有较好的线性关系。
5.共模抑制比：差动变压器式电感传感器具有良好的共模抑
制比，即能够抑制由周围环境或其他因素引起的共模干扰，从而提高测量结果的准确性。
需要注意的是，不同厂家的差动变压器式电感传感器性能可能有所不同，因此在选择和应用时应注意参考厂家提供的技术参数和使用指南。
此外，传感器的正确安装和校准也对性能的稳定性和准确性至关重要。
电感式传感器测试实验
福建江夏学院《传感器技术》实验报告姓名 班级 学号 实验日期 课程名称 传感器技术 指导教师 成绩实验名称：电感式传感器测试实验一、实验目地：1． 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。
2． 利用差动螺管式电感传感器进行位移测量。
3． 了解不同的激励频率对差动螺管式电感传感器的影响。
实验一. 差动变压器的基本结构及原理二、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）三、实验环境差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。
示波器四、实验步骤：1．按图接线，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－P2V。
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V P－5. 根据表格所列结果，画出Vop-p－X曲线，指出线性工作范围。
（可附在后面）实验二. 差动螺管式电感传感器位移测量二、实验原理：利用差动变压器的两个次级线圈和衔铁组成。
衔铁和线圈的相对位置变化引起螺管线圈电感值的变化。
次级二个线圈必须呈差动状态连接，当衔铁移动时将使一个线圈电感增加，而另一线圈的电感减小。
三、实验环境差动变压器、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、示波器、测微头。
四、实验步骤：1．差动变压器二个次级线圈组成差动状态，按图接线，音频振荡器LV端做为恒流源供电，差动放大器增益适度。
差动变压器的两个线圈和电桥上的两个固定电阻R组成电桥的四臂，电桥的作用是将电感变化转换成电桥电压输出。
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。
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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。
3、差动变压器式电感传感器性能参数的标定
性能参数的标定是用标准位移或标准信号对传感器的输出电压进行量化测 定的过程。内容主要包括按原理电路图接线，对系统进行调零，系统线性范围 的测定，各标准输出量的测量，电压灵敏度的计算等等。
三、实验应知知识
1.差动变压器式电感传感器的结构原理和性能特点
（1）结构原理图 差动变压器的结构原理如图所示：主要由原方绕组1、两个匝数相等的副 边绕组4和7、动铁芯6、导磁外壳3和骨架5等六部分组成。按其绕组的排列方 式，可将这种传感器分成一节、二节、三节、四节和五节等形式。前三种形式 结构简单、性能适中，使用较为广泛；后两种因结构太复杂而较少应用。
4.零点残余电压及其补偿
差动变压器在平衡位置时的输出电压也是不可能等于零的， 存在一较小的输出电压。一般将此电压称为差动变压器式电感传 感器的零点残余电压。产生零点残余的原因主要有：两个副边绕 组的电气参数及几何结构不可能完全对称，以及磁性材料在磁化 时的非线性（如磁饱和、磁滞）等。零点残余电压包含有基波分 量、高次谐波等成分，基波分量主要是由于传感器的两个副边绕 组在材料或工艺等方面的差异，引起其等效电路的电气参数不同 造成的；高次谐波主要是由于导磁材料的磁化曲线存在着非线性 而造成的；在实际应用中必须采取一定的补偿措施。 动变压器式电感传感器的零点残余电压的补偿措施主要有： 一是在传感器的结构设计和制作工艺上采取一定的措施来消除。 如几何尺寸尽量做得要对称，要选用导磁率高、磁滞小的导磁材 料，铁芯要经过热处理，磁路要保证工作在线性区等；二是在处 理电路上采取一些措施，如采用带相敏检波的整流电路等；三是 处理电路中专门设置补偿环节，如串、并联电阻补偿或并联电容 补偿等；
Ｘ(mm) Ｖo(mv) 波 形 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5
ui u2
完成以下思考
此时注意观察示波器上差动变压器初、次级信号波形的相位 关系的变化，找出其与位移之间的对应关系。当碰芯从上移到 下时，两者的相位由（ ）相变为（ ）相。 仔细调节测微头使次级的差动输出电压u2为最小，通常将 CH2通道的“垂直”灵敏度打到较高档，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。
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；
二 、 实验内容
1差动变压器式电感传感器基本性能试验
基本性能试验主要是对传感器的工作原理进行验证，通过振动台或调节螺 旋测微头给传感器输入一位移信号，用又线示波器或液晶电压表来观察传感器 的输出电压情况，看看是否与理论相符。如有较大出入则应查找原因，设法排 除。
2、差动变压器式电感传感器零点残余电压的测试与补偿
3、差动变压器的性能特点
差动变压器的输出电压在理想状态下与输入位移成线性关系， 但实际工作时其线性度受位移量大小的影响较大，在位移小时线性 尚好，但位移一大线性就很差。影响因素主要有线圈骨架的形状及 机械结构精度，线圈的排列状况，铁芯的几何结构、材质和尺寸精 度及励磁频率和负载大小等许多因素。要提高其线性度，应使它的 测量范围不超过线圈框架长度的1/4，励磁频率应采用中频，最好 配用相敏检波器。 差动变压器的灵敏度是其最主要的性能指标，它是指动铁芯在 产生单位位移时所引起的输出电压量，一般用输出电压的增量与动 铁芯位移增量之比表示，即：KU=∆U/∆X。影响因素主要有副边绕组 的线圈匝数和原边绕组的励磁电压及频率等。
2、工作原理分析如下：
差动变压器式传感器在工作时两个 副边绕组接成反向串联电路，在线圈的 品质因数Q足够高的前提下（一般都能 满足），可忽略铁损、磁损及线圈分布 电容的影响，其等效电路如图所示。 当原边绕组通以交流激励电压作用 时，在变压器副边的两个线圈里就会感 应出完全相等同的感应电势来。由于是 反向串联，因此，这两个感应电势相互 抵消，从而使传感器在平衡位置的输出 为零。 当动铁芯产生一位移时，由于磁阻 的影响，两个副边绕组的磁通将发生一 正一负的差动变化，导致其感应电势也 发生相应的改变，失去平衡，使传感器 有一对应于动铁芯位移的电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。 ③ 旋动测微头并将其调整到15mm 处，记录此时从示波器上读出的输出电压u2的 p-p数值并记录输入信号电压u1与输出信号电压u2的极性，填入表中。 ④ 使差动变压器铁芯从上移至下，每隔1mm步进，从示波器上读出次级输出电压 （包括输出电压最小的那一点），将测试读据，填入表中。