傳感與檢測實訓二

1、實訓四 電感式傳感器（互感式）一、 實訓目的：1、 了解用電感式傳感器構成差動變壓器原理及其工作情況；2、 了解差動變壓器測量系統(tǒng)的組成和標定方法；3、 利用差動變壓器測量振幅。二、基本原理：差動變壓器由銜鐵、初級線圈、次級線圈和線圈骨架等組成。初級線圈作為差動變壓器激勵用，相當于變壓器的原邊，次級線圈由兩個結構尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接而成，相當于變壓器的副邊，差動變壓器是開磁路，工作是建立在互感基礎上的。其原理及輸出特性見圖1。 圖1三、需用器件與單元：音頻振蕩器、差動放大器、差動變壓器（電感）、移相器、低通濾波器、測微頭、電橋、F/V表、激振器、示波器、主、副電源。四、實驗步驟：（一）

2、差動變壓器的性能分析：1、根據(jù)圖2接線，將差動變壓器、音頻振蕩器（必須從Lv輸出，頻率調至4KHz-8KHz之間）、雙蹤示波器連接起來，組成一個測量線路。開啟主、副電源，將示波器探頭分別接至差動變壓器的輸入和輸出端，調節(jié)差動變壓器原邊線圈音頻振蕩器激勵信號峰-峰值為2V。圖22、用手提壓變壓器磁芯，觀察示波器輸出波形是否能過零翻轉，如不能則改變兩個次級線圈的串接端。3、轉動測微頭使測微頭與振動平臺吸合，向下旋轉測微頭，使振動平臺產生位移。每位移0.5mm，用示波器讀出差動變壓器輸出端峰-峰值填入下表，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)計算靈敏度S。S=V/X（式中V為電壓變化，X為相應振動平臺的位移變化），作出V

3、-X關系曲線。讀數(shù)過程中應注意初、次級波形的相應關系。X（mm） V0（p-p）（二）差動變壓器的標定：1、按圖3接好線路。圖32、裝上測微頭，上下調整使差動變壓器鐵芯處于線圈中段位置。3、開啟主、副電源，利用示波器，調整音頻振蕩器幅度旋鈕，使激勵電壓峰-峰值為2V。4、利用示波器和電壓表，調整各調零及平衡電位器，使電壓表指示為零。5、給梁一個較大的位移，調整移相器，使電壓表指示為最大，同時可用示波器觀察相敏檢波器的輸出波形。6、旋轉測微頭，每隔0.5mm讀數(shù)記錄實驗數(shù)據(jù)，填入下表，作出V-X曲線，并求出靈敏度。X（mm）V（mV）（三）振幅測量：1、以圖3接線為基礎，調節(jié)測微頭遠離振動臺（不

4、用測微頭），接入激振器（將低頻振蕩器輸出V0接入激振線圈一端，線圈另一端接地），開啟主、副電源，調節(jié)低頻振蕩器幅度旋鈕置中，頻率從最小慢慢調大，讓振動臺起振且幅度適中（如振動幅度太小可調大幅度旋鈕）。2、將音頻頻率旋鈕置5KHz，幅度旋鈕置2Vp-p。用示波器觀察各單元即：差動、檢波、低通輸出的波形。3、保持低頻振蕩器幅度不變，調節(jié)低頻振蕩器的頻率，用示波器觀察低通濾波器的輸出，讀出峰-峰電壓值，記下實驗數(shù)據(jù)，填入下表：F（Hz）3456781012Vp-p（V）4、根據(jù)實驗結果作出梁的振幅-頻率（幅頻）特性曲線，指出振動平臺自振頻率（諧振頻率）的大致值，實驗完畢，關閉主、副電源。五、實訓難點

5、與重點：1、實訓中必須弄清楚電感式傳感器的三個線圈在差動變壓器中分別是什么作用：中間的線圈應該是初級線圈，相當于變壓器的原邊，而兩端的線圈是兩個結構尺寸和參數(shù)相同的次級線圈，相當于變壓器的副邊。且兩個次級的同名端位于下端的接線端（其標注點被遮住或已磨損）。2、實訓（一）中首先要分清輸入與輸出是哪個，輸入是從音頻振蕩器給出的信號源波形，該波形在步驟要求中要調到峰-峰值為2V，而輸出波形是從其中一個次級線圈輸出的波形，先讓振動平臺處于自由狀態(tài)，用手提、壓振動平臺（即使銜鐵向上或者向下移動），在做這兩個動作時，我們應該可以明顯看到輸出波形的過零翻轉，即相位變化180，輸出與輸入進行比較，兩動作使得兩

6、波形為同相或反相。3、實訓（二）中首先要注意接線，不要連錯，尤其是電橋中的W1與W2的連接，它們在實驗臺內部已經(jīng)并聯(lián)好，無需再連，W2的中間出頭部分有帶電容與不帶電容之分，有兩個接線端口，注意區(qū)別。4、實訓（二）4、5步驟的方法與意義是：開啟主、副電源，調節(jié)電橋網(wǎng)絡中的W1和W2，使F/V表的顯示值最小，示波器的波形大致為一條水平線（F/V表顯示值與示波器圖形不完全相符時，兩者兼顧即可）。再用手按住梁的自由端產生一個大位移。調節(jié)移相器和移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波的圖形。放手后，梁復原，示波器圖形基本成一條直線。這么做的意義是，當振動平臺處于自由狀態(tài)，即銜鐵處于中間位置，差動變壓器的輸出電壓應該是為零的，且波形自然也應該是為一水平線；而步驟5則是要讓相敏檢波器檢出的是全半波，因此調節(jié)移相器改變相位，具體請參看相敏檢波器實訓。5、實訓（三）中注意適當選擇低頻激振電壓，以免振動平