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2015-01-29 08:41

傳感器實驗臺差動和自感式變壓器的特性實驗

實驗十一  傳感器實驗臺差動變壓器的特性實驗
一、實驗?zāi)康?br /> 1、了解差動變壓器的基本結(jié)構(gòu)。
2、掌握差動變壓器及整流電路的工作原理。
3、掌握差動變壓器的調(diào)試方法。
二、實驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉(zhuǎn)換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字電壓表、位移臺架。
三、實驗原理及電路
1、差動變壓器由一個初級線圈和兩個次級線圈及一個鐵芯組成,當鐵芯移動時,由于初級線圈和次級線圈之間的互感發(fā)生變化使次級線圈的感應(yīng)電勢產(chǎn)生變化,一個次級線圈的感應(yīng)電勢增加,另一個則減少,將兩個次級線圈反向串接,就可以引出差值輸出,其輸出電勢反映出鐵芯的位移量。
2、差動變壓器實驗電路圖如圖11-1所示。

差動變壓器實驗電路圖
圖11-1 差動變壓器實驗電路圖
傳感器的兩個次級線圈(N2、N3)電壓分別經(jīng)UR1、UR2兩組橋式整流電路變換為直流電壓,然后相減,經(jīng)過差動放大器放大后,由電壓表顯示出來。R1、R2為兩橋臂電阻,RP1為調(diào)零電位器,R3、R4、C1組成濾波電路,R5為負載電阻,采用這種差動整流電路可以減少零點殘余電壓。
四、實驗步驟
1、固定好位移臺架,將電感式傳感器置于位移臺架上。調(diào)節(jié)測微器使其指示15mm左右,將測微器裝入臺架上部的開口處,再將測微器的測桿與電感式傳感器的可動鐵芯旋緊。然后調(diào)節(jié)兩個滾花螺母,使可動鐵芯上的刻線與傳感器相平,注意要使鐵芯能在傳感器中輕松滑動,再將兩個滾花螺母旋緊。
2、差動放大器調(diào)零(參見實驗一)。
3、按圖11-1將信號源的兩輸出端A、B接到傳感器的初級線圈N1上,傳感器次級線圈N2、N3分別接到轉(zhuǎn)換電路板的C、D與H、I上,并將F與L用導線連接,將差動放大器與數(shù)字電壓表連接好。這樣構(gòu)成差動變壓器實驗電路。
4、接通電源,調(diào)節(jié)信號源輸出幅度電位器RP1到較大位置,平衡電位器RP2處于中間位置,調(diào)節(jié)測微器使輸出電壓接近零,然后上移或下移測微器1mm,調(diào)節(jié)差動放大器增益使輸出電壓的值為300mV左右,再回調(diào)測微器使輸出電壓為0mV。此為系統(tǒng)零位,分別上旋和下旋測微器,每次0.5mm,上下各2.5mm,將位移量X和對應(yīng)的輸出電壓UO記入下表。
表 11-1
X(mm)           0          
UO(mV)           0          


五、實驗報告
1、根據(jù)表11-1,畫出輸入/輸出特性曲線,并且計算靈敏度和非線性誤差。
2、分析為什么采用差動整流電路可以減少零點殘余電壓?

實驗十二  傳感器實驗臺自感式差動變壓器的特性實驗

一、實驗?zāi)康?br /> 1、了解自感式差動變壓器的基本結(jié)構(gòu)。
2、掌握自感式差動變壓器及整流電路的工作原理。
3、掌握自感式差動變壓器的調(diào)試方法。

二、實驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉(zhuǎn)換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字電壓表、位移臺架。

三、實驗原理及電路
自感式差動變壓器電路圖如圖12-1所示。

自感式差動變壓器實驗電路圖
圖12-1 自感式差動變壓器實驗電路圖
傳感器的兩個次級線圈(N2、N3)作為交流電橋的兩個橋臂,R1、R2為另外兩個橋臂,D1、D2、D3、D4組成相敏整流器,A、B之間輸入交流電壓,M、N之間輸出脈動直流電壓,經(jīng)R3、R4、C1濾波后輸出直流電壓。

四、實驗步驟
1、按實驗十一的步驟1和2進行操作。
2、按圖12-1將信號源的A端接至次級線圈N2、N3的中間連線點,B端接至L,N2上端接E點,N3下端接G點,B與L、J與M、K與N連接,差動放大器與電壓表接線不變,這樣構(gòu)成自感式差動變壓器實驗電路。
3、按實驗十一的步驟4進行實驗,將實驗結(jié)果記入下表。

表 12-1
X(mm)           0          
UO(mV)           0          
  

五、實驗報告
1、根據(jù)表12-1,畫出輸入/輸出特性曲線 ,并且計算靈敏度和非線性誤差。
2、比較差動變壓器和自感式差動變壓器的靈敏度和線性度。
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