华科检测技术实验报告

信号与控制综合实验——检测技术基本实验报告2011级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验四:检测技术基本实验)姓名学号专业班号同组者1学号专业班号同组者2学号专业班号指导教师日期年月日实验成绩评阅人电气学科大类信号与控制综合实验——检测技术基本实验报告-2-实验评分表基本实验实验编号名称/内容实验分值评分差动变压器的性能检测10差动变压器零残电压的补偿20差动变压器的标定1020设计性实验实验名称/内容实验分值评分PT100铂热电阻测温实验40创新性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分信号与控制综合实验——检测技术基本实验报告-1-目录实验二十二差动变压器的标定..................................................2一.实验原理..........................................................................................................2二.实验目的：......................................................................................................2三.实验仪器：......................................................................................................2实验二差动变压器性能检测..........................................................2一.实验原理：......................................................................................................2二.实验步骤：......................................................................................................2三.数据记录及数据处理......................................................................................3四.结果分析..........................................................................................................4实验三差动变压器零残电压的补偿..............................................5一.实验原理：......................................................................................................5二.实验步骤：......................................................................................................5三.实验数据及数据处理......................................................................................6四.结果分析..........................................................................................................7实验四差动变压器的标定..............................................................7一.实验原理：......................................................................................................7二.实验步骤..........................................................................................................7三.实验数据及数据处理......................................................................................8四.结果分析..........................................................................................................9五.试验思考题......................................................................................................9实验二十四PT100铂热电阻测温实验.................................-10-一.实验目的...................................................................................................-10-二.实验原理...................................................................................................-10-三.设计要求...................................................................................................-11-四.试验方案设计与分析...............................................................................-11-五.实验器材...................................................................................................-15-六.实验步骤...................................................................................................-15-七.实验数据及数据处理...............................................................................-16-八.结果分析...................................................................................................-20-九.实验心得...................................................................................................-20-参考文献.....................................................................................-21-信号与控制综合实验——检测技术基本实验报告-2-实验二十二差动变压器的标定一.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相同线圈反相串接而成，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。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，电压经过放大器会使放大器末级趋向饱和，影响电路正常关系，因此必须采用适当的方法进行补偿。二.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。三.实验仪器：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、测微仪实验二差动变压器性能检测一.实验原理：差动变压器中有衔铁，通过上下移动衔铁改变衔铁的位置可以改变差动变压器的第二通道中的感应电压，当两绕组的同名端连接适当时，根据输出电压的正负可以判断两绕组产生的电压大小。二.实验步骤：1.按下图接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV端功率输出。图1-2-1差动变压器性能检测电路原理图2.音频振荡器输出频率5KHz，输出值VP-P值2V。信号与控制综合实验——检测技术基本实验报告-3-3.用手提变压器磁芯，观察示波器第二通道的波形是否能过零翻转，以判断两个次级线圈的联接方式，如不能过零翻转，则需改变两个次级线圈的串接端，使两个次级线圈反向串联。三.数据记录及数据处理1.输入输出同相时：图1-2-1测量距离为15.2320mm时输入输出同相时波形2.输入输出反向时：图1-2-2测量距离为0.3752mm时输入输出反相时波形信号与控制综合实验——检测技术基本实验报告-4-3.输出过零时：图1-2-3测量距离为10.5297mm时输出过零时波形四.结果分析根据图中得到的结果，可以看到在调节衔铁与二次绕组的相对位置发生改变时，输入输出相位差发生改变，由同相变为反相。第二通道过零时的波形，此时有零点残余电压，幅值不为零，只是幅值很小。零点残余电压表现在电桥预平衡时，无法实现平衡，最后总要存在某个输出值ΔU。实验中可以测量到零点残余电压约为200mv。需要进行零点残余电压补偿。下图为差动变压器的输出特性曲线：图1-2-2差动变压器输出特性信号与控制综合实验——检测技术基本实验报告-5-实验三差动变压器零残电压的补偿一.实验原理：1.零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两个次级绕组因材料或工艺差异造等效电路参数（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处非正弦波的电动势。2.减少零残电压的办法有：（1）从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对程；（2）采用相敏检波电路；（3）选用补偿电路。3.零点残余电压的原因：（1）复阻抗不容易达到真正平衡（2）磁化曲线的非线性产生高次谐波（3）各种损耗（4）分布电容的影响差动变压器零点补偿时，在补偿电路法中有加串联电阻，加并联电容等，先采用并联电阻法。通过调整WA和WD的阻值调整，可以达到零点残余电压的补偿。二.实验步骤：图1-3-1差动变压器的零点补偿电路信号与控制综合实验——检测技术基本实验报告-6-1.根据上图接线，差动放大器增益调到最大，音频LV端输出VP-P值2V，调节音频振荡器频率，使示波器二通道波形不失真。2.调节测微仪带动衔铁在线圈中运动，使差动放大器输出电压最小，调整电桥网络WDWA电位器，使输出更趋减小。3.提高示波器第二通道灵敏度，将零残电压波形与激励电压波形比较，观察零点残余电压的波形，说明经过补偿后的零