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传感器技术与应用实验 传感器技术与应用实验  PAGE 2  PAGE \* MERGEFORMAT 26 传感器技术与应用实验 传感器技术与应用实验 东北大学 应用物理学1001 臧玮莉 2.1 差动变压器的位移特性 实验目的：了解差动变压器的工作原理和特性。 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。当传感器随着被测体移动时，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（同名端连接），就引出差动输出。其输出电势反映出被测体的移动量。 需用器件与单元：差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器、差动变压器、音频信号源、直流电源（音频振荡器）、万用表。 实验步骤： 根据图1－1，将差动变压器装在差动变压器实验模板上。 图1－1 差动变压器电容传感器安装示意图 在模块上按图1－2接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的Lv端子输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为4－5KHz（可用主控箱的频率表输入Fin来监测）。调节输出幅度为峰－峰值Vp-p＝2V（可用示波器监测：X轴为0.2ms/div）。图中1、2、3、4、5、6为连接线插座的编号。接线时，航空插头上的号码与之对应。当然不看插孔号码，也可以判别初次级线圈及次级同名端。判别初次线图及次级线圈同中端方法如下：设任一线圈为初级线圈，并设另外两个线圈的任一端为同名端，按图3－2接线。当铁芯左、右移动时，观察示波器中显示的初级线圈波形，次级线圈波形，当次级波形输出幅度值变化很大，基本上能过零点，而且相应与初级线圈波形（Lv音频信号Vp-p＝2ｖ波形）比较能同相或反相变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接再判别直到正确为止。图中（1）、（2）、（3）、（4）为实验模块中的插孔编号。 旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形峰－峰值Vp-p为最小，这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，另一个方向位称为负，从Vp-p最小开始旋动测微头，每隔0.2mm从示波器上读出输出电压Vp-p值，填入下表1－1，再人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1－2 双踪示波器与差动变压器连结示意图 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大小。根据表1－1画出Vop-p－X曲线，作出量程为±1mm、±3mm灵敏度和非线性误差。 五、实验数据记录 表1－1 (1) 差动变压器位移X值与输出电压数据表(正位移) X（mm）00.2000.4000.6000.8001.0001.2001.4001.600V(v)0.060.090.140.190.220.270.310.360．41X（mm）1.8002.0002.2002.4002.6002.8003.0003.2003.400V(v)0.450．490.540.590.630.680.720.760.81X（mm）3.6003.8004.0004.2004.4004.6004.8005.0005.200V(v)0.850.890.940.981.031.081.121.171.22X（mm）5.4005.6005.8006.0006.2006.4006.6006.8007.000V(v)1.261.311.361.421.481.511.561.611.67X（mm）7.2007.4007.6007.8008.0008.2008.4008.6008.800V(v)1.711.751.791.831.881.921.951.992.03 表1－1 (2) 差动变压器位移X值与输出电压数据表(负位移) X（mm）0-0.200-0.400-0.600-0.800-1.000-1.200-1.400-1.600V(v)0.050.100.140.190.220.280.320.360．40X（mm）-1.800-2.000-2.200-2.400-2.600-2.800-3.000-3.200-3.400V(v)0.450．490.530.590.640.690.730.770.81X（mm）-3.600-3.800-4.000-4.200-