互感式電感傳感器

1、互感式電感傳感器差動(dòng)變壓器性能測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解差動(dòng)變壓器原理及工作情況；2、說(shuō)明如何用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)線路對(duì)剩余電壓進(jìn)行補(bǔ)償；3、了解差動(dòng)變壓器測(cè)量系統(tǒng)的組成和標(biāo)定方法；4、了解差動(dòng)變壓器的實(shí)際應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)；2、差動(dòng)變壓器零剩余電壓的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)；3、差動(dòng)變壓器的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)；4、差動(dòng)變壓器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)振幅測(cè)量、電子稱一差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)單元及附件：音頻振蕩器測(cè)微頭 示波器 主、副電源 差動(dòng)變壓器振動(dòng)平臺(tái)。旋鈕的初始位置：音頻振蕩器 4KHz8KHz 之間，雙蹤示波器第一通道靈敏度500mv/div ，第二通道靈敏度 10mv/div ，觸發(fā)選擇打到第一通道，主

2、、副電源關(guān)閉, 示波器第二通道為懸浮工作狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)原理：差動(dòng)變壓器由銜鐵、 初級(jí)線圈、 次級(jí)線圈和線圈骨架等組成。 初級(jí)線圈做為差動(dòng)變壓器 鼓勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接而成， 相當(dāng)于變壓器的副邊， 差動(dòng)變壓器是開(kāi)磁路， 工作是建立在互感根底上的。 其原理及輸出特 性見(jiàn)圖 4-1 。實(shí)驗(yàn)步驟： 1 根據(jù)圖 4-2 接線，將差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器必須LV 輸出、雙蹤示波器連接起來(lái)， 組成一個(gè)測(cè)量線路。開(kāi)啟主、 副電源，將示波器探頭分別接至差動(dòng)變壓器的輸入和輸 出端，調(diào)節(jié)差動(dòng)變壓器源邊線圈音頻振蕩器鼓勵(lì)信號(hào)峰峰值為2V 。變兩個(gè)次級(jí)線圈的串接端。圖4-1

3、圖4-2(3) 轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭使測(cè)微頭與振動(dòng)平臺(tái)吸合，再向上轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭5mm，使振動(dòng)平臺(tái)往上位移。(4 )向下旋鈕測(cè)微頭，使振動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)生位移。每位移0.2mm，用示波器讀出差動(dòng)變壓器輸出端峰峰值填入下表，根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度S。S= V/ AX (式中 V為電壓變化， X 為相應(yīng)振動(dòng)平臺(tái)的位移變化)，作出 V-X關(guān)系曲線。讀數(shù)過(guò)程中應(yīng)注意初、次級(jí)波形的相應(yīng)關(guān)系。X ( mm)5mm4.8mm4.6mm?0.2mm0mm-0.2mm?-4.8mm-5mmVo(p-p)思考題:(1) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指出線性范圍。(2) 當(dāng)差動(dòng)變壓器中磁棒的位置由上到下變化時(shí)，雙線示波器觀察到的波形相位會(huì)發(fā)生 怎樣的

4、變化？(3) 用測(cè)微頭調(diào)節(jié)振動(dòng)平臺(tái)位置，使示波器上觀察到的差動(dòng)變壓器的輸出阻抗端信號(hào)為 最小，這個(gè)最小電壓是什么？由于什么原因造成？(二) 差動(dòng)變壓器零剩余電壓的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)單元及附件：音頻振蕩器 測(cè)微頭 電橋 差動(dòng)變壓器差動(dòng)放大器雙蹤示波器振動(dòng)平臺(tái)主、副電源。旋鈕的初始位置：音頻振蕩器 4KHz8KHz 之間，雙蹤示波器第一通道靈敏度500 mV/div，第二通道靈敏度1V/div，觸發(fā)選擇打到第一通道，差動(dòng)放大器的增益旋到最大。實(shí)驗(yàn)原理：零殘電壓中主要包含兩種波形成份：1、基波分量。這是由于差動(dòng)變壓器兩個(gè)次級(jí)繞組因材料或工藝差異造成等效電路參數(shù)M、 L、 R不同，線圈中的銅損電阻及導(dǎo)磁材料

5、的鐵損，線圈中線間電容的存在，都使得鼓勵(lì)電流所產(chǎn)生的磁通不同相。2、高次諧波。主要是由導(dǎo)磁材料化曲線非線性引起，由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，使鼓勵(lì)電流與磁通波形不一致，產(chǎn)生了非正弦波主要是三次諧波磁通，從而在二次繞組中感應(yīng)出非正弦波的電動(dòng)勢(shì)。減少零殘電壓的方法有：a從設(shè)計(jì)和工藝制作上盡量保證線路和磁路的對(duì)稱；b采用相敏檢波電路；c選用補(bǔ)償電路。實(shí)驗(yàn)步驟：圖4-31按圖4-3接線，音頻振蕩必須從 LV插口輸出，W1、W2、C、r，為電橋單元中調(diào)平 衡網(wǎng)絡(luò)。2開(kāi)啟主、副電源，利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度鈕使示波器一通道顯示出 為2V峰一峰值。調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率，使示波器二通道波形不失真。3調(diào)整

6、測(cè)微頭，使差動(dòng)放大器輸出電壓最小。4依次調(diào)整 W1、W2，使輸出電壓進(jìn)一步減小，必要時(shí)重新調(diào)節(jié)測(cè)微頭，盡量使 輸出電壓最小。5將二通道的靈敏度提高，觀察零點(diǎn)剩余電壓的波形，注意與鼓勵(lì)電壓波開(kāi)相比較。經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的剩余電壓波形：為波形，這說(shuō)明波形中有分量6經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的剩余電壓大小與未經(jīng)補(bǔ)償剩余電壓相比擬。7實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉主、副電源?？记绊氈?1由于該補(bǔ)償線路要求差動(dòng)變壓器的輸出必須懸浮。因此次級(jí)輸出波形難以用一 般示波器來(lái)看，要用差動(dòng)放大器使雙端輸出轉(zhuǎn)換為單端輸出。2 音頻信號(hào)必須從 LV端插口引出。三差動(dòng)變壓器的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)單元及附件:音頻振蕩器電橋 F/V表差動(dòng)放大器差動(dòng)變壓器示波器主、副電

7、源移相器相敏檢波器低通濾波器測(cè)微頭旋鈕初始位置：音頻振蕩 4KHz-8KHz，差動(dòng)放大器的增益打到最大，F(xiàn)/V表置2V檔，主、副電源關(guān)閉實(shí)驗(yàn)步驟：1按圖4-4接好線路。wnftas圖4-42裝上測(cè)微頭，上下調(diào)整使差動(dòng)變壓器鐵芯處于線圈中段位置。3開(kāi)啟主、副電源，利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕，使鼓勵(lì)電壓幅峰峰 值為2V。4利用示波器和電壓表，調(diào)整各調(diào)零及平衡電位器，使電壓表指示為零。5給梁一個(gè)較大的位移，調(diào)整移相器，使電壓表指數(shù)為最大，同時(shí)可用示波器觀察相敏檢波器的輸出波形。V-X曲線，并求6旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，每隔0.1mm讀數(shù)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下表，作出出靈敏度。X(mm)V(mV)四差動(dòng)變壓

8、器的應(yīng)用一振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)單元及附件：音頻振蕩器差動(dòng)放大器差動(dòng)變壓器 移相器 相敏檢波器低通濾波器激振器測(cè)微頭 電橋 F/V表 示波器 主、副電源。旋鈕初始位置：音頻振蕩 4KHz8KHz，差動(dòng)放大器增益最大，低頻振蕩器頻率最小，幅度旋鈕置中。實(shí)驗(yàn)步驟：1 按圖4-4接線，調(diào)節(jié)測(cè)微頭遠(yuǎn)離振動(dòng)臺(tái)不用測(cè)微頭將低頻振蕩器輸出Vo接入激振振動(dòng)臺(tái)線圈一端，線圈另一端接地，開(kāi)啟主副電源，頻率從最小慢慢調(diào)大，讓振動(dòng)臺(tái)起振并幅度適中如振動(dòng)幅度太小可調(diào)大幅度旋鈕2將音頻鈕置5KHz，幅度鈕置2Vp-p。用示波器觀察各單元即：差放、檢波、低通輸出的波形示波器 X軸掃描為5-10ms/div，丫軸CH1或CH2旋鈕打到

9、0.22V 。3保持低頻振蕩器幅度不變，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率，用示波器觀察低濾波器的 輸出，讀出峰-峰電壓值記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表：F(Hz)34567810122025Vp-p(V)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的振幅一頻率幅頻特性曲線，指出振動(dòng)平臺(tái)自振頻率諧振頻率的大致值，并與用應(yīng)變片測(cè)出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相比擬。4 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源。考前須知：適中選擇低頻激振電壓，以免振動(dòng)平臺(tái)在自振頻率附近振幅過(guò)大。(五) 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用一電子秤實(shí)驗(yàn)單元及附件:音頻振蕩器差動(dòng)放大器移相器相敏檢波器低通濾波器F/V表電橋 砝碼振動(dòng)平臺(tái)主、副電源。旋鈕初始位置:音頻振湯器5KHz、F/V表打到2V檔。實(shí)驗(yàn)步驟:(1)按

10、圖4-4接線，開(kāi)啟主、副電源，利用示波器觀察調(diào)節(jié)音頻振蕩器的幅度鈕，使音 頻振蕩器的輸出為峰一峰值 2V。(2 )將測(cè)量系統(tǒng)調(diào)零：按住振動(dòng)梁(雙平行梁)的自由端。旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭遠(yuǎn)離振動(dòng)梁自由端。將F/V表的切換開(kāi)關(guān)置20V檔，示波器X軸掃描時(shí)間切換到0.1 0.5ms，Y軸CH1和CH(2)切換開(kāi)關(guān)置5V/div,音頻振蕩器的頻率旋鈕置 5KHz，幅度旋鈕置中間幅度。開(kāi)啟主、副電源， 調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)中的 W1和W2，使F/V表和示波器顯示最小，再把 F/V表和示波器Y軸的切換開(kāi)關(guān) 分別置2V檔和50mv/div，細(xì)調(diào)W1和W2及差動(dòng)放大器調(diào)零旋鈕，使F/V表的顯示值最小，示波器的波形為一條水平線(F/V表顯示值與示波器圖形不完全相符時(shí)二者兼顧即可)。現(xiàn)用手按住梁產(chǎn)生一個(gè)大位移。調(diào)節(jié)移相器的移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波的圖形。放手后，梁復(fù)原，示波 器圖形根本成一條直線，否那么調(diào)節(jié)(3) 適當(dāng)調(diào)整差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)，使在秤臺(tái)上放上適量砝碼時(shí)電壓表指示不溢出(4 )去掉砝碼，必要的話將