传感与检测实训二

1、实训四 电感式传感器（互感式）一、 实训目的：1、 了解用电感式传感器构成差动变压器原理及其工作情况；2、 了解差动变压器测量系统的组成和标定方法；3、 利用差动变压器测量振幅。二、基本原理：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1。 图1三、需用器件与单元：音频振荡器、差动放大器、差动变压器（电感）、移相器、低通滤波器、测微头、电桥、F/V表、激振器、示波器、主、副电源。四、实验步骤：（一）

2、差动变压器的性能分析：1、根据图2接线，将差动变压器、音频振荡器（必须从Lv输出，频率调至4KHz-8KHz之间）、双踪示波器连接起来，组成一个测量线路。开启主、副电源，将示波器探头分别接至差动变压器的输入和输出端，调节差动变压器原边线圈音频振荡器激励信号峰-峰值为2V。图22、用手提压变压器磁芯，观察示波器输出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。3、转动测微头使测微头与振动平台吸合，向下旋转测微头，使振动平台产生位移。每位移0.5mm，用示波器读出差动变压器输出端峰-峰值填入下表，根据所得的数据计算灵敏度S。S=V/X（式中V为电压变化，X为相应振动平台的位移变化），作出V

3、-X关系曲线。读数过程中应注意初、次级波形的相应关系。X（mm） V0（p-p）（二）差动变压器的标定：1、按图3接好线路。图32、装上测微头，上下调整使差动变压器铁芯处于线圈中段位置。3、开启主、副电源，利用示波器，调整音频振荡器幅度旋钮，使激励电压峰-峰值为2V。4、利用示波器和电压表，调整各调零及平衡电位器，使电压表指示为零。5、给梁一个较大的位移，调整移相器，使电压表指示为最大，同时可用示波器观察相敏检波器的输出波形。6、旋转测微头，每隔0.5mm读数记录实验数据，填入下表，作出V-X曲线，并求出灵敏度。X（mm）V（mV）（三）振幅测量：1、以图3接线为基础，调节测微头远离振动台（不

4、用测微头），接入激振器（将低频振荡器输出V0接入激振线圈一端，线圈另一端接地），开启主、副电源，调节低频振荡器幅度旋钮置中，频率从最小慢慢调大，让振动台起振且幅度适中（如振动幅度太小可调大幅度旋钮）。2、将音频频率旋钮置5KHz，幅度旋钮置2Vp-p。用示波器观察各单元即：差动、检波、低通输出的波形。3、保持低频振荡器幅度不变，调节低频振荡器的频率，用示波器观察低通滤波器的输出，读出峰-峰电压值，记下实验数据，填入下表：F（Hz）3456781012Vp-p（V）4、根据实验结果作出梁的振幅-频率（幅频）特性曲线，指出振动平台自振频率（谐振频率）的大致值，实验完毕，关闭主、副电源。五、实训难点

5、与重点：1、实训中必须弄清楚电感式传感器的三个线圈在差动变压器中分别是什么作用：中间的线圈应该是初级线圈，相当于变压器的原边，而两端的线圈是两个结构尺寸和参数相同的次级线圈，相当于变压器的副边。且两个次级的同名端位于下端的接线端（其标注点被遮住或已磨损）。2、实训（一）中首先要分清输入与输出是哪个，输入是从音频振荡器给出的信号源波形，该波形在步骤要求中要调到峰-峰值为2V，而输出波形是从其中一个次级线圈输出的波形，先让振动平台处于自由状态，用手提、压振动平台（即使衔铁向上或者向下移动），在做这两个动作时，我们应该可以明显看到输出波形的过零翻转，即相位变化180，输出与输入进行比较，两动作使得两

6、波形为同相或反相。3、实训（二）中首先要注意接线，不要连错，尤其是电桥中的W1与W2的连接，它们在实验台内部已经并联好，无需再连，W2的中间出头部分有带电容与不带电容之分，有两个接线端口，注意区别。4、实训（二）4、5步骤的方法与意义是：开启主、副电源，调节电桥网络中的W1和W2，使F/V表的显示值最小，示波器的波形大致为一条水平线（F/V表显示值与示波器图形不完全相符时，两者兼顾即可）。再用手按住梁的自由端产生一个大位移。调节移相器和移相旋钮，使示波器显示全波检波的图形。放手后，梁复原，示波器图形基本成一条直线。这么做的意义是，当振动平台处于自由状态，即衔铁处于中间位置，差动变压器的输出电压应该是为零的，且波形自然也应该是为一水平线；而步骤5则是要让相敏检波器检出的是全半波，因此调节移相器改变相位，具体请参看相敏检波器实训。5、实训（三）中注意适当选择低频激振电压，以免振动平