12291271 --朱麗紅--傳感器實(shí)驗(yàn)報告

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1、電氣工程學(xué)院傳感器原理與應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)報告姓　　名：　　　　　　　學(xué)號：同組人：指導(dǎo)教師：張和生實(shí)驗(yàn)日期：2015年1月24日傳感器實(shí)驗(yàn)成績評定表姓名朱麗紅學(xué)號12291271實(shí)驗(yàn)名稱：【一】差動變壓器實(shí)驗(yàn)【二】電容式傳感器性能測試實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收或提問記錄：成績評定依據(jù)：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告及方案設(shè)計情況（30％）：實(shí)驗(yàn)考勤情況（15％）：實(shí)驗(yàn)操作情況（30％）：實(shí)驗(yàn)總結(jié)報告與答辯情況（25％）：最終評定成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日差動變壓器的性能實(shí)驗(yàn)姓名：朱麗紅學(xué)號：12291271指導(dǎo)教師：張和生一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒幼儔浩鞯墓ぷ髟?/p>

2、和特性。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：差動變壓器由一只初級線圈和二只次線圈及一個鐵芯組成，根據(jù)內(nèi)外層排列不同，有二段式和三段式，本實(shí)驗(yàn)采用三段式結(jié)構(gòu)。當(dāng)傳感器隨著被測體移動時，由于初級線圈和次級線圈之間的互感發(fā)生變化促使次級線圈感應(yīng)電勢產(chǎn)生變化，一只次級感應(yīng)電勢增加，另一只感應(yīng)電勢則減少，將兩只次級反向串接（同名端連接），就引出差動輸出。其輸出電勢反映出被測體的移動量。三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備差動變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測微頭、雙蹤示波器、差動變壓器、音頻信號源、直流電源（音頻振蕩器）、萬用表。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、根據(jù)圖3－1，將差動變壓器裝在差動變壓器實(shí)

3、驗(yàn)?zāi)０迳?。圖3－1差動變壓器電容傳感器安裝示意圖2、在模塊上按圖3－2接線，音頻振蕩器信號必須從主控箱中的Lv端子輸出，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率，輸出頻率為4－5KHz（可用主控箱的頻率表輸入Fin來監(jiān)測）。調(diào)節(jié)輸出幅度為峰－峰值Vp-p＝2V（可用示波器監(jiān)測：X軸為0.2ms/div）。圖中1、2、3、4、5、6為連接線插座的編號。接線時，航空插頭上的號碼與之對應(yīng)。當(dāng)然不看插孔號碼，也可以判別初次級線圈及次級同名端。判別初次線圖及次級線圈同中端方法如下：設(shè)任一線圈為初級線圈，并設(shè)另外兩個線圈的任一端為同名端，按圖3－2接線。當(dāng)

4、鐵芯左、右移動時，觀察示波器中顯示的初級線圈波形，次級線圈波形，當(dāng)次級波形輸出幅度值變化很大，基本上能過零點(diǎn)，而且相應(yīng)與初級線圈波形（Lv音頻信號Vp-p＝2ｖ波形）比較能同相或反相變化，說明已連接的初、次級線圈及同名端是正確的，否則繼續(xù)改變連接再判別直到正確為止。圖中（1）、（2）、（3）、（4）為實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的插孔編號。1、旋動測微頭，使示波器第二通道顯示的波形峰－峰值Vp-p為最小，這時可以左右位移，假設(shè)其中一個方向?yàn)檎灰疲硪粋€方向位稱為負(fù)，從Vp-p最小開始旋動測微頭，每隔0.2mm從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值

5、，填入下表3－1，再人Vp-p最小處反向位移做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，注意左、右位移時，初、次級波形的相位關(guān)系。圖3－2雙蹤示波器與差動變壓器連結(jié)示意圖2、實(shí)驗(yàn)過程中注意差動變壓器輸出的最小值即為差動變壓器的零點(diǎn)殘余電壓大小。根據(jù)表3－1畫出Vop-p－X曲線，作出量程為±1mm、±3mm靈敏度和非線性誤差。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析表（3－1）差動變壓器位移X值與輸出電壓數(shù)據(jù)表X(mm)-1.00-0.80-0.60-0.40-0.2000.200.400.600.801.00V(mv)172014401240960720580760

6、1040128015201760數(shù)據(jù)處理：應(yīng)用最小二乘法對負(fù)半軸進(jìn)行求解，解得a=-1163，b=529故靈敏度為1163Mv/mm非線性誤差為實(shí)測特性曲線與理想線性曲線之間的最大偏差與滿量程的比,經(jīng)過計算，當(dāng)x=0時，m最大，為51，滿量程為1692mV，故51/1692=3.01%同理對正半軸進(jìn)行求解，a=1203，b=556，當(dāng)x=0.2時，m最大，為36.6，滿量程為1759Mv,故36.6/1759=2.08%實(shí)驗(yàn)截圖三、思考題：1、用差動變壓器測量較高頻率的振幅，例如1KHZ的振動幅值，可以嗎？差動變壓器測量頻率

7、的上限受什么影響？不可以。受鐵磁材料磁感應(yīng)頻率響應(yīng)上限影響。原則上來說沒影響，因?yàn)榧词勾挪牧喜豁憫?yīng)的高頻，線圈本身的磁場還是有互感現(xiàn)象，只不過早已偏離了線性區(qū)域了，得到的結(jié)論也不準(zhǔn)了，需要修正才行。2、試分析差動變壓器與一般電源變壓器的異同？異：1)差動變壓器一般用于作為檢測元件，而一般變壓器一般作為電源變換部件或者信號轉(zhuǎn)換部件。2)一般E型變壓器的2個E型鐵芯（磁芯）是固定在一起不動的緊耦合。而差動變壓器的2個E型鐵芯（磁芯）隨工作需要移動或者旋轉(zhuǎn)。同：一般E型變壓器和差動變壓器有2個鐵芯（磁芯）激勵頻率對差動變壓器特性的

8、影響一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獬跫壘€圈激勵頻率對差動變壓器輸出性能的影響。二、基本原理：差動變壓器的輸出電壓的有效值可以近似用關(guān)系式：表示,式中LP、RP為初級線圈電感和損耗電阻，Ui、ω為激勵電壓和頻率，M1、M2為初級與兩次級間互感系數(shù)，由關(guān)系式可以看出，當(dāng)初級線圈激勵頻率太低時，若RP2＞ω