因而差动变压器输出电压为零课件

1、传感与检测技术项 目 三项目三 电感式传感器的应用一差动变压器在位移检测中的应用二电涡流传感器在转速检测中的应用任务一 差动变压器在位移检测中的应用 任务书 数控机床加工了一批工件，要对工件尺寸进行检测是否达到加工要求的精度，可以使用电感式传感器构成测微仪进行检测。工件的尺寸变化将引起电感测微仪的测微头位移发生变化，所以电感测微仪可以看做是一个测量位移的电感式传感器。 直流差动变压器式角位移传感器 - RVIT-15-120I角位移传感器TD系列线性差动变压器式位移传感器 一、差动变压器 差动变压器结构原理图 1-一次绕组 2-二次绕组 3-衔铁 4-顶杆 当一次线圈加入激励电源后，其二次线圈

2、会产生感应电动势。当衔铁处于中间位置，互感系数相等，两个线圈的互感相等 。两个二次绕组反向串联，因而差动变压器输出电压为零。当衔铁随被测量移动而偏离中间位置时，互感系数不等，两个线圈的电感一个增加，一个减少，形成差动式形式，因此M1、 M2不再相等，经测量电路转换成一定的输出电压值。衔铁移动方向不同，输出电压的极性也不同。 差动变压器输出特性采用相敏检波电路和差动整流电路辨别被测物体的移动方向。1.认识本任务所需设备二、差动变压器在位移检测中的应用2差动变压器测量微小位移的工作原理 差动变压器由一个一次绕组和两只二级绕组及一个铁芯组成。铁芯连接被测物体，移动绕组中的铁芯，由于一级绕组和二级绕组

3、之间的互感发生变化促使二级绕组的感应电动势发生变化，一个感应电动势增加，另一个感应电动势则减小，将两个二级绕组反向串接（本训练中同名端连接）引出差动输出。输出电压的变化反映了被测物体的移动量。1根据图12-1将差动变压器安装在差动变压器实验模块上。差动变压器安装图 2将传感器引线插头插入实验模块的插座中，音频信号由信号源的“Us100”处输出，打开实验台电源，调节音频信号的频率和幅度（用示波器监测），使输出信号频率为4-5KHz，幅度为Vp-p=2V，按图12-2接线（1、2接音频信号，3、4为差动变压器输出，接放大器输入端）。3用示波器观测Uo的输出，旋动测微头，使上位机观测到的波形峰峰值V

4、p-p为最小，这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，另一个方向位称为负，从Vp-p最小开始旋动测微头，每隔0.2mm从上位机上读出输出电压Vp-p值，填入下表，再从Vp-p最小处反向位移做实验，在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。4实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备 Vp-p(mV)X(mm)1.认识本任务所需设备三、拓展与训练（1）将差动变压器安装在差动变压器实验模块上，并且将传感器引线插头插入实验模块的插座中。按照图3-28接线，将相敏检波电路接入。图3-28 带相敏检波电路的差动变压器系统接线图（2）检查连线无误后，打开实验台电源，调节信号源输出频率，使

5、二次绕组波形不失真，用手将中间铁芯移至最左端，然后调节移相器，使移相器的输入输出波形正好是同相或反相时，将铁心重新安装到位移装置上，用测微头将铁芯置于线圈中部，用示波器观察差分放大器输出最小，调节电桥Rw1、Rw2电位器使系统输出电压为零。（3）用测微头分别带动铁芯向左和向右移动1mm，每位移0.2mm记录一电压值并填入表3-2中。 （4）实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。位移mm电压V传感器与检测技术项 目 三项目三 电感式传感器的应用一差动变压器在位移检测中的应用二电涡流传感器在转速检测中的应用任务书对某机床上传动的齿轮进行转速检测，对于金属类的旋转物体通常可以选择电涡流传感器，

6、这种传感器适用于检测金属物体，测量精度高。任务二 电涡流传感器在转速检测中的应用2022/8/718 当电涡流线圈与金属板的距离x 减小时，电涡流线圈的等效电感L 减小，等效电阻R 增大。感抗XL 的变化比 R 的变化 大 得 多，流过电涡流线圈的电流 i1 增大。 电涡流效应2022/8/719 集肤效应与激励源频率f、工件的电导率、磁导率等有关。频率f越高，电涡流的渗透的深度就越浅，集肤效应越严重。 当高频（100kHz左右）信号源产生的高频电压施加到一个靠近金属导体附近的电感线圈L1时，将产生高频磁场H1。如被测导体置于该交变磁场范围之内时，被测导体就产生电涡流i2。i2在金属导体的纵深

7、方向并不是均匀分布的，而只集中在金属导体的表面，这称为集肤效应（也称趋肤效应）。 电涡流线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z的函数表达式为： Z=R+jL=f（i1、f、r、x）集肤效应2022/8/720 检测深度的控制：由于存在集肤效应，电涡流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f，可控制检测深度。激励源频率一般设定在100kHz1MHz。频率越低，检测深度越深。 间距x的测量：如果控制上式中的i1、f、r不变，电涡流线圈的阻抗Z就成为间距x的单值函数，这样就成为非接触地测量位移的传感器。 多种用途：如果控制x、i1、f不变，就可以用来检测与表面电导率有关的表面温度、表面裂纹等参数，或者用来检测

8、与材料磁导率有关的材料型号、表面硬度等参数。 等效阻抗与非电量的测量 2022/8/721 1电涡流线圈 2探头壳体 3壳体上的位置调节螺纹 4印制线路板 5夹持螺母 6电源指示灯 7阈值指示灯 8输出屏蔽电缆线 9电缆插头 电涡流探头内部结构1.认识本任务中的传感器技能训练：电涡流传感器在转速检测中的应用 转动源上的直流电机带动转动盘旋转，转动盘边缘均匀12个小孔，其中6个孔是空的，6个孔是塞入小磁铁的，并且空孔和小磁铁间隔分布，当空孔经过电涡流传感器下方时，电涡流传感器模块输出电压较高（高电平），当小磁铁经过电涡流传感器时，电涡流传感器模块输出电压较低（低电平），形成一个脉冲信号，转动盘转

9、动一圈，共输出六个脉冲信号。将脉冲信号送入频率/转速计计数显示。转速与脉冲信号频率之间的关系。2.测速原理驱动电压(V)4v6v8v10v12v16v20v24v转速(rpm)（1）电涡流传感器安装到转动源传感器支架上，引出线接电涡流传感器实验模块，使电涡流传感器距离直流电机带动转动盘上的检测点（小磁铁）2-3mm。 （2）将电涡流传感器模块的输出接至频率/转速计，频率/转速计选择“转速”输出。（3）将直流电源接至转动源的直流输入端，将直流电源选择开关拨至+4V，合上主控台电源。 直流电机带动转动盘开始旋转，频率/转速计读数从零开始上升；（4）将直流电机转速稳定之后，观察频率/转速计的读数。待

10、频率/转速计读数保持稳定，将转速值填入表中。（5）将直流电源选择开关拨至+6V，直流电机转速稳定之后，记录频率/转速计的读数。（6）将直流电源选择开关拨至+8V、+10V、12V（6）、16V（8）、20V（10）、24V，直流电机转速稳定之后，记录频率/转速计的读数。表3-4 不同驱动电压下的电机转速（7）实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。3.训练步骤1.认识本任务中设备拓展与练习二. 电涡流传感器检测位移的工作原理电涡流传感器的线圈阻抗与金属导体到电涡流线圈的距离X有关。保持 i1、 f、r 不变，则Z=f（x），电涡流线圈的阻抗只和金属导体和电涡流线圈之间的位移成正比。3.训练步骤（1）按图3-38安装电涡流传感器。（2）在测微头端部装上铁质金属圆盘，作为电涡流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。（3）按图3-39所