实验二十激励频率对差动变压器特性的影响实验-精品课程(精)

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。

浅谈频率对变压器运行性能的影响

82科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald1 对空载电流的影响空载电流是指当变压器的一个绕组施加额定电压时,其余各绕组开路,流过该绕组的电流。

其主要作用使铁芯励磁产生主磁通。

如图1所示的变压器中,设此变压器的一次侧额定电压为U IN ,匝数为N 1,磁路所通过的磁通为φ=φm ·sinωt,则根据电磁感应定律有:tN tN e u tN m d d d d sin 1111 即:2sin(211t fN u m N则有效值:S B N f E U m N 11144.4其中:m B 为磁感应强度最大值f 为交流电频率S 为变压器铁芯的有效截面积对于一个给定变压器,U I N 、N 1、S 均保持不变,则有变压器所流过的最大磁感应强度B m与频率f成反比,即频率f 降低时,B m 增加。

再分析B m与空载电流Ⅰ0的关系。

由磁饱和曲线(图2):一般变压器从经济角度考虑,B m均设计在ab这一段近饱和区域内。

如图2所示,当B m 增大时,磁场强度H 增加较大。

再由全电流定律N 1·Ⅰ0=H ·L(其中L为磁路的长度)得Ⅰ0=(H ·L )/N 1,故当H 增加很大时,Ⅰ0也会增加较大。

综上分析,频率降低使空载电流增加较大。

空载电流大大增加而引起的负作用表现在:其一,由于空载电流的增大引起电压或电流波形的失真。

其二,由于空载电流的增大使得传输电流减小,从而降低了功率的传输,导致变压器的使用容量降低。

空载电流增加超过一定限度可以使变压器不能正常工作,严重者烧坏变压器。

笔者曾经遇过这样的情况,某企业从国外成套引进一套电气设备,在安装调试过程中发现其中的变压器在空载时电流很大,带负载运行时输出功率又达不到要求,用户怀疑变压器发生故障,请求我们提供技术支持助。

我们在了解产品的技术条件后,根据出现的现象分析认为:由于此变压器使用电网频率从60Hz降低到50Hz,造成磁感应强度B m增大了1.2倍,使磁场强度H的大大增加,导致空载电流的增大。

【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。

电源频率对差动变压器输出特性的影响分析

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ｒｑｅｃｎｏｔｕａａｔｒｔｏｆｒｎｉａｓｏｆｅｕｎｙｏｕｐｔｈｒｃｅｓｉｆｉｅｅｔｌｒｎｆｒｅｓａａｙｅｈｏｙｃｌｕａｉｇｔｅｅｕｖｌｎｉｃｉｃｉｃｄａｔｍｒｗａｌｚｄｉｔｅｒａｃｌｔｑｉａｅｔｒｕｔｎｎｎｈｃ
ｕｄｒｈｅｌｔｔ，ｄｔｅｅｐｒｎｓｏｅＴｈｓｌｉｄｃｔｄｔａｗｅｕｎｙｓｇｎｕｕｏｔｇｆｎｅｅｉａａｅａｘｅｍｅｔｔｄｓｎｈｉｗａｎ．ｅｒｕｔｎｉａｅｔｎｌｆｑｅｃｅｍｅｔｔｔｌｅｏｄｅｈｉｏｒｏｐｖａｄｆｒｎｉｌｒｎｆｒｅｃｅｅｔｅｇｔｎｎｆｏｒｓｐｌｅｕｎｙａｄｔｅｏｔｕｈｇｓｅｍａｌｉｅｅｔａｓｏａｔｍｒｎｒａｄｗｉｈｉｈｅｉｇｏｗｅｕｐｙｆｑｅｃ，ｕｔａｅｗａｒｓｌｉｓｈｐｒｎｈｐｃｎｖｙｗｈｎｐｗｅｕｐｙｆｅｕｎｙｗａｉｈｒｂｔｈｕｕｏｔｇｓｄｃｅｓｄｗｈｎｔｅｆｅｕｎｙｉｃｅｓｄｅｏｒｓｐｌｒｑｅｃｓｈｇｅ，ｕｅｏｔｔｖｌａｅｗａｅｒａｅｅｈｒｑｅｃｎｒａｅｔｐ
维普资讯
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电源频率对差动变压器输出特性的影响分析
ＩｌｕｅｅｏｗｅｕｐｐｙＦｒｑｎｃｎＯｕｔｔＣｈａａｔｒｓｉｎｆｎｃｆＰｏｒＳｌｅｕｅｙｏｐｕｒｃｅｉｔｃｏｆｅｅｉｌＴｒｎｓｏｍｅｆＤｉｆｒｎｔａａｆｒｒ

差动变压器的性能实验

实验九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、需用器件与单元：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、实验步骤：附：测微头的组成与使用测微头组成和读数如图9—1测微头读数图图9—1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０.０１毫米，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9—1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9—1乙已过零则读２.５１４ｍｍ；如图9—1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。

传感器实验报告

传感器实验报告实验⼀、⼆、三应变⽚单臂、半桥、全桥特性实验⼀、实验原理电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定⼯艺粘贴电阻应变⽚来组成。

⼀种利⽤电阻材料的应变效应将⼯程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过⼀定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变⽚将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。

可⽤于能转化成变形的各种⾮电物理量的检测，如⼒、压⼒、加速度、⼒矩、重量等，在机械加⼯、计量、建筑测量等⾏业应⽤⼗分⼴泛。

根据表中数据画出实验曲线后，计算灵敏度S＝ΔV/ΔW（ΔV输出电压变化量，ΔW重量变化量）和⾮线性误差δ(⽤最⼩⼆乘法)，δ=Δm/yFS ×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最⼤偏差：yFS满量程输出平均值，此处为200g。

四、思考题1、ΔR转换成ΔV输出⽤什么⽅法?通过电阻的分压，将电阻两端的电压测量出来经过差动放⼤器。

从⽽将ΔR转换成ΔV。

2、根据图4机头中应变梁结构，在振动台放置砝码后分析上、下梁⽚中应变⽚的应变⽅向(是拉?还是压?+压变⼤)。

所连接的应变⽚电阻中，带有符号↑是拉伸，电阻会变⼤；带有符号↓的是压缩，电阻会减⼩。

3、半桥测量时两⽚不同受⼒状态的电阻应变⽚接⼊电桥时，应接在：（1）对边?（2）邻边?为什么?应该接在邻边，这样能保证测量的灵敏度，同时能使⼀些去除⼲扰因素的影响。

4、应变⽚组桥时应注意什么问题?要注意应变⽚的受⼒状态和接⼊电路时的位置。

实验五应变直流全桥的应⽤—电⼦秤实验⼀、实验原理常⽤的称重传感器就是应⽤了箔式应变⽚及其全桥测量电路。

数字电⼦秤实验原理如图5—1。

本实验只做放⼤器输出Vo实验，通过对电路的标定使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成为⼀台原始电⼦秤。

图5—1 数字电⼦称原理框图⼆、实验结果表5电⼦称实验数据⼆、实验分析实验⼋移相器、相敏检波器实验⼀、实验原理1、移相器⼯作原理：图8—1为移相器电路原理图与实验箱主板上的⾯板图。

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。

4实验指南(YL2100)

目录实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (1)实验二金属箔式应变片——半桥性能实验 (3)实验三金属箔式应变片——全桥性能实验 (4)实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 (5)实验五金属箔式应变片的温度影响实验 (6)实验六直流全桥的应用——电子秤实验 (6)实验七移相器实验 (7)实验八相敏检波器实验 (9)实验九交流全桥的应用——振动测量实验 (10)实验十压阻式压力传感器的压力测量实验 (13)实验十一扩散硅压阻式压力传感器差压测量* (14)实验十二差动变压器的性能实验 (15)实验十三激励频率对差动变压器特性的影响实验 (16)实验十四差动变压器零点残余电压补偿实验 (18)实验十五差动变压器的应用——振动测量实验 (19)实验十六电容式传感器的位移特性实验 (21)实验十七电容传感器动态特性实验 (22)实验十八直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 (23)实验十九交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 (25)实验二十霍尔测速实验* (26)实验二十一磁电式传感器测速实验 (27)实验二十二压电式传感器测量振动实验 (28)实验二十三电涡流传感器位移特性实验 (29)实验二十四被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验 (30)实验二十五被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 (31)实验二十六电涡流传感器测量振动实验 (31)实验二十七电涡流传感器的应用——电子秤实验 (33)实验二十八电涡流传感器测转速实验* (34)实验二十九光纤传感器的位移特性实验 (34)实验三十光纤传感器测量振动实验 (35)实验三十一光纤传感器测速实验 (36)实验三十二光电转速传感器的转速测量实验 (38)实验三十三 CU50温度传感器的温度特性实验 (39)100热电阻测温特性实验 (40)实验三十四 PT实验三十五热电偶测温性能实验 (42)实验三十六气体流量的测定实验* (43)实验三十七气敏（酒精）传感器实验 (44)实验三十八湿敏传感器实验 (45)实验三十九温度仪表PID控制实验 (45)实验四十外部温度控制实验系统* (47)实验四十一多功能数据采集控制器的使用介绍 (47)实验四十二计算机温度PID控制实验 (50)实验四十三数据采集卡动态链接库调用实验* (52)实验四十四转速PID控制系统 (53)附录一温控仪表操作说明 (55)附录二《微机数据采集系统软件》使用说明 (62)附录三《多功能数据采集系统软件》使用说明 (65)附录四《YL4.1系统软件》使用说明 (67)实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。

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)。

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。

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。

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。

差动变压器性能实验实验报告

差动变压器性能实验实验报告一、实验目的1、了解差动变压器的工作原理和结构特点。

2、掌握差动变压器的性能测试方法。

3、研究差动变压器的输出特性与输入位移之间的关系。

二、实验设备1、差动变压器实验模块。

2、信号发生器。

3、示波器。

4、直流电源。

三、实验原理差动变压器由一个初级线圈、两个次级线圈和一个可移动的铁芯组成。

当初级线圈接入交流电源时，在铁芯移动的过程中，两个次级线圈的感应电动势会发生变化，其差值即为差动变压器的输出信号。

当铁芯处于中间位置时，两个次级线圈的感应电动势相等，输出信号为零。

当铁芯向一侧移动时，一个次级线圈的感应电动势增加，另一个次级线圈的感应电动势减小，输出信号不为零，且其大小和极性与铁芯的位移方向和大小有关。

四、实验步骤1、按照实验电路图连接好实验设备，确保连接正确无误。

2、打开信号发生器和示波器，调整信号发生器的输出频率和幅度，使其适合差动变压器的工作频率范围。

3、缓慢移动铁芯，观察示波器上的输出信号，记录铁芯在不同位置时的输出电压值。

4、改变输入信号的频率和幅度，重复步骤 3，观察输出信号的变化情况。

五、实验数据记录与处理｜铁芯位移（mm）｜输出电压（V）｜｜｜｜｜0|0|｜1|05|｜2|10|｜3|15|｜4|20|根据实验数据绘制出铁芯位移与输出电压之间的关系曲线。

从曲线可以看出，输出电压与铁芯位移基本呈线性关系，表明差动变压器具有良好的线性特性。

六、实验结果分析1、从实验数据和曲线可以看出，差动变压器的输出电压随着铁芯位移的增加而增大，且在一定范围内呈线性关系。

这说明差动变压器能够有效地将位移信号转换为电信号，并且具有较高的测量精度。

2、输入信号的频率和幅度对输出信号有一定的影响。

在实验中，当输入信号的频率过高或过低时，输出信号会出现失真现象。

因此，在实际应用中，需要根据具体的测量要求选择合适的输入信号频率和幅度。

3、实验中还发现，差动变压器的零点位置可能会存在一定的偏差。

传感器实验

*实验一应变片单臂、半桥、全桥特性比较一、实验目的：比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。

二、基本原理：如图4 （a）、（b）、（c）为应变片单臂、半桥和全桥测量电路原理图。

它们输出电压分别为：a）单臂Uo＝U①－U③＝〔(R4＋△R4)／(R4＋△R4＋R3)－R1／(R1＋R2)〕E＝｛〔（R1＋R2）（R4＋△R4）－R1（R3＋R4＋△R4）〕／〔（R3＋R4＋△R4）（R1＋R2）〕｝E 设R1＝R2＝R3＝R4，且△R4／R4＝ΔR／R＜＜1，ΔR／R＝Kε。

则Uo≈(1／4)(△R4／R4)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)Kε E(b)、双臂(半桥)同理:Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)Kε E(C)、全桥同理:Uo≈(△R／R)E＝KεE（a）单臂（b）半桥（c）全桥图4 应变测量电路三、需用器件与单元：机头中的应变梁、振动台；主板中的F/V电压表、±4V电源、箔式应变片输出口、电桥、差动放大器；砝码。

四、实验步骤：四、需用器件与单元介绍：熟悉需用器件与单元在传感器箱中机头与主板的布置位置(参阅以上说明书二、实验箱组成图)。

1、图1—4为主板中的电桥单元。

图中：⑴菱形虚框为无实体的电桥模型(为实验者组桥参考而设，无其它实际意义)。

⑵R1=R2=R3=350Ω是固定电阻，为组成单臂应变和半桥应变而配备的其它桥臂电阻。

⑶W1电位器、r电阻为电桥直流调节平衡网络，W2电位器、C电容为电桥交流调节平衡网络。

图1—4 电桥单元2、图1—5为主板中的差动放大器单元。

图中：左图是原理图。

其中：IC1-1 AD620是差动输入的测量放大器(仪用放大器)；IC1-2为调零跟随器。

右图为实验面板图。

图1—5 差动放大器原理与面板图五、实验步骤：1位数显万用表2kΩ电阻档测量所有1、在应变梁自然状态（不受力）的情况下，用42应变片阻值；在应变梁受力状态（用手压、提振动台）的情况下，测应变片阻值，观察一下应变片阻值变化情况(标有上下箭头的4片应变片纵向受力阻值有变化；标有左右箭头的2片应变片横向不受力阻值无变化，是温度补偿片)。

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。

《传感器与检测技术(第3版)》实验项目

一、传感器特性实验实验1 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验实验2 金属箔式应变片——半桥性能实验实验3 金属箔式应变片——全桥性能实验实验4 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验5 金属箔式应变片的温度影响实验实验6 电容式传感器的性能实验实验7 差动变压器的性能实验实验8 激励频率对差动变压器特性的影响实验9 差动变压器零点残余电压补偿实验实验10 电涡流传感器位移性能实验实验11 被测体材质对电涡流传感器特性影响实验12 被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验实验13 气敏传感器性能实验实验14 湿敏传感器性能实验实验15 Pt100铂电阻测温特性实验实验16 铜热电阻测温特性实验实验17 K热电偶测温性能实验实验18 K热电偶冷端温度补偿实验实验19 E热电偶测温性能实验实验20 集成温度传感器（AD590）温度特性实验实验21 热电偶传感器动态特性实验实验22 压电式传感器动态特性实验二、非电量综合实验实验1 直流全桥的应用——电子秤实验实验2 交流全桥的应用（应变仪）——振动测量实验实验3 压阻式压力传感器的压力测量实验实验4 差动变压器的应用——振动测量实验实验5 电涡流传感器测量振动实验实验6 电涡流传感器转速测量实验7 电涡流传感器的应用——电子秤实验实验8 压电式传感器测振动实验实验9 直流激励时霍尔式传感器位移实验实验10 交流激励时霍尔式传感器的位移实验实验11 开关式霍尔传感器测转速实验实验12 磁电式转速传感器测速实验实验13 光纤传感器的位移特性实验实验14 光电传感器测转速实验实验15 温度源的温度控制、调节实验三、机械振动综合实验实验1 悬臂梁动态特性实验实验2 机械结构固有频率的测量实验3 简谐振动振幅与频率的测量实验4 简支梁模态测试实验5 悬臂梁自振频率、模态振型实验6 材料弹性模量测试实验实验7 阻尼比测定（半功率带宽法）实验8 阻尼比测定（衰减法）实验9 振动系统固有频率测量（李萨育图）实验10 简支梁自振频率测量（正弦扫频法）实验11 悬臂梁固有频率及振型测量实验12 二自由度系统固有频率及振型测量四、传感器一体化、智能化实验实验1 无线传感器网络的路由协议仿真实验实验2 无线传感器网络综合实验实验3 基于IEEE1451网络化智能传感器实验五、光电传感器综合实验实验1 激光测长实验实验2 激光测微小丝径实验实验3 光学图样光电探测动态仿真及误差修正六、测试模块综合实验实验1 数据采集与信号发生器实验实验2 数据处理算法实验实验3 常用计算机测试接口技术实验4 接口总线技术和测量控制机设计七、自主性综合设计实验实验1 波形发生器设计实验2 数控直流电流源设计实验3 多功能电信号测量仪设计实验4 多路温度巡检测量系统设计实验5 体温及心率动态监护系统设计实验6 实用电子秤设计八、传感器设计实验实验1 应变式称重传感器的设计实验2 差动式电容压力传感器的设计实验3 半导体光纤温度传感器设计实验4 硅微加速度传感器设计实验5 磁电式速度传感器的设计实验6 压阻式压力传感器设计实验7 风速传感器设计实验8 汽车碰撞实验中监测力和加速度的多功能传感器设计实验9 无线网络传感器设计。