电感式传感器测试实验.docVIP

福建江夏学院 《传感器技术》实验报告 姓名 班级 学号 实验日期 课程名称 传感器技术 指导教师 成绩 实验名称：电感式传感器测试实验 一、实验目地： 了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。 利用差动螺管式电感传感器进行位移测量。 了解不同的激励频率对差动螺管式电感传感器的影响。 实验一. 差动变压器的基本结构及原理 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。初级线圈做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的。其原理及输出特性见图（9） R1 R1 LK1 R3 R2 Lo Lo Ma Mb Lv 5KHZ 示波器 第一通道 第二通道 三、实验环境 差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。 四、实验步骤： 1．按图接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV端功率输出，双线示波器第一通道灵敏度500mv/格，第二通道10mv／格。 2．音频振荡器输出频率5KHZ，输出值VP－P 2V。 3．用手提压变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变两个次级线圈的串接端。 4．旋动测微头，带动差动变压器衔铁在线圈中移动，从示波器中读出次级输出电压VP－P值，读数过程中应注意初、次级波形的相位关系。 位移mm 电压V 5. 根据表格所列结果，画出Vop-p－X曲线，指出线性工作范围。（可附在后面） 实验二. 差动螺管式电感传感器位移测量 二、实验原理： 利用差动变压器的两个次级线圈和衔铁组成。衔铁和线圈的相对位置变化引起螺管线圈电感值的变化。次级二个线圈必须呈差动状态连接，当衔铁移动时将使一个线圈电感增加，而另一线圈的电感减小。 三、实验环境 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、测微头。 四、实验步骤： 1．差动变压器二个次级线圈组成差动状态，按图接线，音频振荡器LV端做为恒流源供电，差动放大器增益适度。差动变压器的两个线圈和电桥上的两个固定电阻R组成电桥的四臂，电桥的作用是将电感变化转换成电桥电压输出。 2．旋动测微头使衔铁在线圈中位置居中，此时Lo′＝Lo″，系统输出为零。 3．当衔铁上、下移动时，Lo′≠Lo″，电桥失衡就有输出，大小与衔铁位移量成比例，相位则与衔铁移动方向有关，衔铁向上移动和向下移动时输出波形相位相差约180°，由于电桥输出是一个调幅波，因此必须经过相敏检波器后才能判断电压极性，以衔铁位置居中为起点，分别向上、向下各位移5mm，记录V，X值，做出V－X曲线，求出灵敏度。 Xmm V 实验三. 激励频率对电感传感器的影响 二、实验原理： 改变输入信号的频率，观察输出灵敏度受到的影响。 三、实验环境 差动变压器、电桥、音频振荡器、差动放大器、双线示波器、测微头。 四、实验步骤： 1．差动放大器增益适度，调零，按图接线。 2．装上测微头，调整衔铁处于线圈中间位置，调节电桥使系统输出为最小。 3．选择不同的音频振荡器频率，旋动测微头，移动衔铁，每隔1mm从示波器读出VP-P值，填入表格 X(mm) X(mm) Y(V) f(Hz) 1000 2000 4000 6000 8000 10K 5．根据所测数据在同一坐标上做出V－X曲线，计算灵敏度，并做出灵敏度与频率的关系曲线。 由此可以看出，差动螺管式电感传感器的灵敏度与频率特性密切相关，在某一个特定频率时，传感器最为灵敏，在其两边，灵敏度都有所下降，故测试系统中应选用这个激励频率。