华中科技大学电气级检测技术实验报告.docx

电气学科大类 2012 级 《信号与控制综合实验》课程 实 验 报 告 (基本实验三:检测技术基本实验) 姓 名 学 号 专业班号 同组者 学 号 专业班号 指导教师 肖霞 日 期 2015年5月16日 实验成绩 评 阅 人 实验评分表 基本实验实验编号名称/内容实验分值评分实验二十二（1）相敏检波器工作原理20实验二十二（2）差动变压器性能检测10实验二十二（4）差动变压器的标定30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 目录 实验二十二 差动变压器的标定 4 实验二十四 PT100铂热电阻测温实验 14 心得与自我评价 20 参考文献 21 实验二十二 差动变压器的标定 一、实验目的 理解相敏检波工作原理，掌握差动变压器的性能检测及零残电压补偿的方法和原理，学习差动变压测试系统的组成和标定方法。 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。 造成零点残余电压的主要原因是： 1、一组两个传感器不完全对称，例如几何尺寸不对称、电气参数不对称及磁路参数不对称； 2、供电电源中有高次谐波分量，而电桥只能对基波分量较好??平衡； 3、供电电源很好但磁路本身存在非线性，如导磁材料磁化曲线的非线性使B中产生三次谐波分量。 减少零点残余电压的办法有： 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。 相敏检波器工作原理： 图22-1 相敏检波器原理图 相敏检波电路如图22.1所示，图中1为输入信号端，2为交流参考电压输入端，3为输出端。4为直流参考电压输入端。5、6为整形电路将正弦信号转换成方波信号，使相敏检波器中的电子开关正常工作。当2、4端输入控制电压信号时，通过差动放大器的作用使D和J处于开关状态，从而把1端输入的正弦信号转换成半波整流信号。 三、实验设备 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。 四、实验步骤 1、了解相敏检波器工作原理： 1）调节音频振荡器输出频率为 5KHZ，输出幅值 2V，将音频振荡器 00 端接相敏检波器的 输入端①，相敏检波器的输出端③与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器的输出端接数 字电压表 20V。相敏检波器的交流参考电压输入端②分别接 00、1800，使相敏检波器的输 入信号和交流参考电压分别同相或反相，用示波器观察相敏检波器输出端③的波形变化和 电压表电压值变化。注意：此时差动放大器的增益要比较小，稍有增益即可，示波器的“触 发”方式要选择正确。可以看出，当相敏检波器的输入信号和交流参考信号同相时，输出 为正极性的全波整流信号，电压表只是正极性方向最大值，反之，则输出负极性的全波整 流波形，电压表指示负极性的最大值。记录下观察到的各种情况波形及电压值； 2）用示波器两通道观察相敏检测器⑤⑥的波形并记录下观察到的波形。可以看出，相敏检波器中整形电路的作用是将输入的正弦波转换成方波，使相敏检波器中的电子开关能正常工作。 2、差动变压器性能检测： 图22-2 差动变压器性能检测电路原理图 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； 2）音频振荡器输出频率 5KHz，输出值 VP-P 值 2V； 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； 3、差动变压器的标定： 图22-3 差动变压器的标定电路图 1、按上图接线，差动放大器增益适度，音频振荡器 Lv端输出5KHz，Vp-p值2V； 2、调节电桥 WD、WA 电位器，移相器，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