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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表6-1差动变压器位移X值与输出电压数据表V(mv)18114095.452.12657.1102147196230X(mm)-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81.04．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。五、实验注意事项1．在做实验前，应先用示波器监测差动变压器激励信号的幅度，使之为Vp-p值为2V，不能太大，否则差动变压器发热严重，影响其性能，甚至烧毁线圈。2．模块上L2、L3线圈旁边的“*”表示两线圈的同名端。六、思考题1．用差动变压器测量较高频率的振幅，例如1KHz的振动幅值，可以吗？差动变压器测量频率的上限受什么影响？答：可以。与传感器的自感L的有关。2．试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？答：差动变压器的工作原理类似一般电源变压器的作用原理，差动变压器在使用时采用了两个二次绕组反向串接，以差动方式输出，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。七、实验报告要求1．根据实验测得的数据，绘制出测微头左移和右移时传感器的特性曲线。2．分析产生非线性误差的原因。答：由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等等因素，存在零点残余电动势，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，给测量带来了误差。18114095.452.12657.1102147196230-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-50050100150200250V(mv)X(mm)