差动变压器的性能测定的实验报告
《传感器》
实 验 报 告
专业：电气工程及其自动化（师范）（职教师资）
班级：08电师（二）班 姓名：….
组别：2组 学号：……………
成员：…………… 成绩：
实验时间：2010.10.13
广东技术师范学院自动化学院
实验五 差动变压器的性能测定
一、实验目的
1．了解差动变压器的工作原理和特性。
2．了解三段式差动变压器的结构。
二、基本原理
差动变压器由一只初级线圈和二只次级线圈及铁芯组成，根据内外层排列不同，有
二段式和三段式，本实验采用三段式结构。当传感器随着被测物体移动时，由于初级线
圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势
增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接，即同名端接在一起，就引出差动
输出，其输出电势则反映出被测体的位移量。
三、需用器件与单元
传感器实验箱（一）、传感器调理电路挂件、测微头、差动变压器、信号源。
四、实验内容与步骤
1．将差动变压器及测微头安装在传感器实验箱（一）的传感器支架上，将“差动
式”传感器引线插头插入实验模板的插座中。
2．调节功率信号发生器，使之输出频率为4-5KHz、幅度为Vp-p=2V的正弦信号，
并用示波器的CH1监视输出。
3．将功率信号发生器的功率输出端接“差动变压器实验”单元激励电压输入端，
把“差动变压器实验”单元的输出端3、4接入示波器的CH2，同时接入交流毫伏表。
3．旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形Vp-p为最小，这时可以左右移动旋
动测微头，假设其中一个方向为正位移，另一个方向为负位移，从Vp-p最小开始旋动
测微头，每0.2mm从交流毫伏表上读出输出电压Vp-p值，填入下表6-1，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。
图6-1差动变压器连接示意图
表6-1差动变压器位移X值与输出电压数据表
V(mv) 181 140 95.4 52.1 26 57.1 102 147 196 230
X(mm) -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
52.12657.1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-50050
4．实验过程中注意差动变压器输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压的大
小，根据表6-1画出Vop-p—X曲线，作出量程为±1mm、±3mm灵敏度和非线性误差。
五、实验注意事项
1．在做实验前，应先用示波器监测差动变压器激励信号的幅度，使之为Vp-p值为
2V，不能太大，否则差动变压器发热严重，影响其性能，甚至烧毁线圈。
2．模块上L2、L3线圈旁边的“*”表示两线圈的同名端。
六、思考题
1．用差动变压器测量较高频率的振幅，例如1KHz的振动幅值，可以吗？差动变
压器测量频率的上限受什么影响？
答：可以。与传感器的自感L的有关。
2．试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？
答：差动变压器的工作原理类似一般电源变压器的作用原理，差动变压器在使用时
采用了两个二次绕组反向串接，以差动方式输出，当衔铁处于中间位置时，两个二次绕
组互感相同，因而由一次侧激励引起的感应电动势相同，由于两个二次绕组反向串接，
所以差动输出电动势为零。
七、实验报告要求
1．根据实验测得的数据，绘制出测微头左移和右移时传感器的特性曲线。
2．分析产生非线性误差的原因。
答：由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等等因素，存在零点残余电动势，
使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，给测量带来了误差。
差动变压器实训报告
江门职业技术学院
实训（验）报告
系（部）电子系专业电子工艺与管理实训（验）室实B308 成绩
姓名班级学号指导教师蔡雄志实训（验）课程传感器技术与应用时间2015年10 月15 日共 2 课时实训（验）项目
差动变压器的应用-振动测量实验
实训（验）目的
了解差动变压器测量振动的方法
实训（验）器材机头振动台，升降杆，传感器输入插座，差动变压器，传感器连接桥架；主板音频振荡器，低频振荡器，电感输出口激振输出口，电桥，差动放大器，移相器，相敏检波器，低通滤波器，双踪示波器。
实训（验）步骤1.按图16-2先连接低频振荡器和激振，测试振动台，跟着把线按图16-2将主板上的
音频振荡器，低频振荡器，电感，电桥，差动放大器，移相器，相敏检波器，低通滤波器接好。
2.打开开关电源，按照实验册的要求调整各器材，利用双踪示波器检测差动放大器，
相敏检波器，低通滤波器的输出波形并记录。
3.关闭电源。
记
录
与
分
析
差动放大器波形：
相敏检波器波形：
低通滤波器波形：
收获与体会通过了这个实验，我明白了差动变压器测量震动的方法，懂得怎么样才能测量到被测物体的位移变化和震动
指导教师签名：年月日。
实验三 差动变压器系列实验
实验三 差动变压器系列实验1.差动变压器基本性能实验：根据实验电路图连接好电路，设置音频振荡器输出频率为5KHz ，输出值Vp-p 为2V 。
原始数据记录表： 位 移(mm) -0.8 -0.6 -0.4-0.20 0.2 0.4 0.6 0.81.0 电 压(V)0.1810.1430.095 0.0520.0260.0570.1020.1470.1960.230根据表格中数据，画出V —X 曲线：0.050.10.150.20.25位移（mm）电压（V ）2. 差动变压器性能参数的标定：根据实验电路图连接好电路：旋动测微头，带动衔铁向上5mm ，向下5mm 位移，每旋一周（0.5mm ）记录一电压值并填入表格:位移/mm （向上） 3.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.0 电压（V ） 4.62 4.60 4.43 4.00 3.62 3.23 2.65 2.00 1.45 0.89 0.23 0.76 1.42 位移/mm （向下） 8.07.57.06.56.05.55.04.54.03.53.0电压（V ）0.220.751.432.102.633.153.624.064.304.514.60--0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.40.6 0.8 1.0由上表可知，当位移在8mm时，有最小电压值0.23V。
四、误差分析：由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等等因素，存在零点残余电动势，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，给测量带来误差。
实验四 差动变压器性能
实验四差动变压器的性能实验一、实验目的：了解差动变压器的工作原理和特性。
二、基本原理：差动变压器同一只初级线圈和二只次级线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。
当传感器随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接(同名端连接)，就引出差动输出。
其输出电势反映出被测体的移动量。
三、需用器件与单元：差动变压器实验模板、测微头、双线示波器、差动变压器，音频信号源(音频振荡器)、直流电源、万用表。
四、实验步骤：1、根据图3-1，将差动变压器装在差动变压器实验模板上。
图3-1 差动变压器电容传感器安装示意图2、在模块上近图3-2接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的L v端子输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为4～5KHz(可用主控箱的数显表的频率档Fin输入来监测)。
调节幅度使输出幅度为峰一峰值V p-p=2V(可用示波器监测：X轴为0.25ms/div、Y轴CH1为1V/div、CH2为20mv/div)。
判别初次级线圈及次级线圈同名端方法如下：设任一线圈为初级线圈，并设另外两个线圈的任一端为同名端，按图3-2接线。
当铁芯左、右移动时，观察示波器中显示的初级线圈波形，次级线圈波形，当次级波形输出幅值变化很大，基本上能过零点，而且相位与初级圈波形(L v音频信号V p-p=2V波形)比较能同相和反相变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接再判别直到正确为止。
图中(1)、(2)、(3)、(4)为模块中的实验插孔。
图3-2 双线示波与差动变压器连结示意图3、旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形峰一峰值V 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，则另一方向移为负。
从V p-p最小开始旋动测微头，每隔0.2mm从示波器上读出输出电压V p-p值填入下表(3-1)。
差动变压器的性能试验+激励频率对差动变压器特性的影响
差动变压器的性能试验 学校：汕头大学 专业：电子信息工程 年级：10级 姓名：胡丹 一、 实验目的 了解差动变压器的工作原理和特性。 二、 基本原理 差动变压器由一只初级线圈和两只次线圈及一个铁心组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式。当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁心也随着轴向移位，从而使初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电压产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级方向串接，就引出差动电动势输出，其输出电势反映出被测体的移动量。输出总电动势的有效值为：
三、 实验设备与器件单元 主机箱中的直流稳压电源、音频振荡器；差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器。 四、 数据处理
1. 实验数据 X(mm) -3.0 -2.8 -2.6 -2.4 -2.2 -2.0 -1.8 -1.6 X— X—曲线
当x=0mm时，输出总电势有最小值2.04mV不为0。因此，该差动变压器存在零点残余电势。除此之外，输出电动势与位移基本上成线性关系，与实验手册中图4-3一致。
2. 求灵敏度和非线性误差。
V(mV) 348 324 300 276 254 230 208 184 X(mm) -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 V(mV) 162 139 115 92.8 68.4 45.2 23.2 2.04 X(mm) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 V(mV) 22.4 45.6 69.2 92.0 116 138 162 186 X(mm) 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 V(mV) 208 232 254 278 302 324 348 1) x=1mm，数据如下： A. 计算系统的灵敏度S：
的平均值为：
灵敏度 B. 计算非线性误差：
差动变压器性能频率特性零点残余电压补偿实验
Vp-p(mv)
③试验数据统计 差动变压器旳零点残余电压。 根据表中数据画出X－Vp-p曲线。分正向和反向两段计算敏捷 度S=△V／△X、线性度和非线性误差。 试验完毕，关闭电源。
2、频率特征试验
基本原理：差动变压器旳输出电压旳有效值能够近似用 关系式：
表达,式中Lp、Rp为初级线圈电感和损耗电阻，Ui 、ω 为鼓励电压和频率，M1、M2为初级与两次级间互感系 数，由关系式能够看出，当初级线圈鼓励频率太低时， 若RP2＞ω2LP2，则输出电压Uo受频率变动影响较大， 且敏捷度较低，只有当ω2LP2＞＞RP2时输出Uo与ω无 关，当然ω过高会使线圈寄生电容增大，对性能稳定不 利。
②回程误差消除 调整测微头旳微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒旳0刻度线 对准轴套旳10mm 刻度线。松开安装测微头旳紧固螺钉，移动测微 头旳安装套使示波器第二通道显示旳波形Vp-p(峰峰值)为较小值(越 小越好，变压器铁芯大约处于中间位置)时，此时输出波形Vp-p即 为差动变压器旳零点残余电压。拧紧紧固螺钉，再顺时针方向转动 测微头旳微分筒12圈，统计此时旳测微头读数和示波器CH2通道显 示旳波形Vp-p(峰峰值)值为试验起点值。后来，反方向(逆时针方向) 调整测微头旳微分筒，每隔△X=0.2mm(可取60～70点值)从示波器 上读出输出电压Vp-p值，填入表 (这么单行程位移方向做试验能够 消除测微头旳机械回差)
能够看出一次绕组旳电流为： 二次绕组旳感应动势为： 因为二次绕组反向串接，所以输出总电动势为：
其有效值为：
差动变压器旳输出特征曲线
图中E21、E22分别为两个二次绕组旳输出感应电动势，E2为差动输出电 动势，x表达衔铁偏离中心位置旳距离。其中E2旳实线表达理想旳输出特 征，而虚线部分表达实际旳输出特征。E0为零点残余电动势，这是因为差 动变压器制作上旳不对称以及铁心位置等原因所造成旳。零点残余电动势 旳存在，使得传感器旳输出特征在零点附近不敏捷，给测量带来误差，此 值旳大小是衡量差动变压器性能好坏旳主要指标。
05 差动变压器的性能测定
实验五 差动变压器的性能测定一、 实验目的：1、了解差动变压器的工作原理和特性。
2、了解三段式差动变压器的结构。
二、 基本原理：差动变压器由一只初级线圈和二只次线圈及铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。
当传感器随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接，即同名端接在一起，就引出差动输出，其输出电势则反映出被测体的位移量。
差动变压器的输出电压的有效值可以近似用关系式：222Pi210R )(PLU M M U ωω+-=表示,式中L P 、R P 为初级线圈电感和损耗电阻，Ui 、ω为激励电压和频率，M 1、M 2为初级与两次级间互感系数，由关系式可以看出，当初级线圈激励频率太低时，若R P 2＞ω2L P 2，则输出电压Uo 受频率变动影响较大，且灵敏度较低，只有当ω2L P 2＞＞R P 2时输出Uo 与ω无关，当然ω过高会使线圈寄生电容增大，对性能稳定不利。
三、 需用器件与单元：差动变压器实验模板、测微头、双线示波器、差动变压器、音频信号源。
四、 实验内容与步骤：1、将差动变压器及测微头按装在差动变压器实验模板上。
2、将传感器引线插头插入实验模板的插座中，在模块上按图5-1接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的音频振荡器的端子（正相或反相）输出，调节音频振荡器的频率，使输出频率为4-5KHZ （可用主控箱的频率计来监测）。
调节输出幅度为峰—峰值Vp-p=2V （可用示波器监测）。
3、旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形峰峰值Vp-p为最小，这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，另一个方向为负位移，从Vp-p 最小开始旋动测微头，每0.2mm 从示波器上读出输出电压Vp-p 值，填入下表5-1，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。
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告实验三电感式传感器实验传感器实验三、电感传感器实验——差动变压器性能实验(一)实验内容1.项目一、差动变压器式电感传感器性能实验2.项目二、差动螺管式电感传感器的静态位移性能实验 (二)实验目的1.了解差动变压器式电感传感器的原理和工作情况2.了解差动螺管式电感传感器测量系统的组成和工作情况 (三)实验原理螺旋测微器产生位移，经弹性梁带动衔铁在线圈中移动，交流电源激励，数字电压表显示数字，计算机自动生成示波器显示波形。
(四)实验操做步骤实验项目一、1.将音频振荡器LV输出接至数字频率计和数据采集CH1，由频率计显示频率，计算机自动生成示波器显示波形，调节音频振荡器频率为4kHz，峰峰值为5V。
2.将音频振荡器LV输出接差动变压器一次绕组，输出接CH1。
3.调螺旋测微器使衔铁处于中心位置(输出为零)，向下每1mm读一个数。
实验项目二、1.按图接线2.将音频振荡器输出接至CH1，调节峰峰值为2V。
3.V/F表调至20V档。
4.接好电桥平衡网络、放大器、相敏检波器、LPF、V/F表、示波器。
5.将螺旋测微器与梁脱离，使梁处于自由状态;调节W1、W2，使输出最小(灵敏度最大)。
6.将螺旋测微器与梁相吸，调节螺旋测微器使输出最小(CH1示)，再向上移2.5mm。
7.调节移相器使输出最大(CH2示);观察检波器波形，若两半波不对称，则微调放大器调零电位器。
8.向下每0.5mm读一个数。
项目一数据表第 1 页共 1 页项目二数据表篇二:传感器与检测技术实验报告准考证号:100214101370 姓名:倪帅彪院校:河南科技大学专业名称:080302机械制造及自动化(独立本科段)《传感器与检测技术》实验报告实验一常用传感器(电感式、电阻式或电容式)静态性能测试一、实验目的:1(进一步认识电阻式、电感式、电容式传感器的工作原理、基本结构、性能与应用。
实验二 差动变压器式电感传感器的性能实验
实验二 差动变压器式电感传感器的性能实验实验二（1）差动变压器性能一、实验目的：了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。
二、实验原理：差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。
初级线圈做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（9）图（9）图（10）三、实验所需部件：差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。
四、实验步骤：1．按图（10）接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV 端功率输出，双线示波器第一通道灵敏度500mv/格，第二通道10mv ／格。
2．音频振荡器输出频率5KHZ ，输出值V P －P 2V 。
3．用手提压变压器磁芯，观察示波器第二通道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。
4．旋动测微头，带动差动变压器衔铁在线圈中移动，从示波器中读出次级输出电压Lv 示波器V P－P值，读数过程中应注意初、次级波形的相位关系。
5．仔细调节测微头使次级线圈的输出波形至不能再小，这就是零点残余电压。
可以看出它与输入电压的相位差约为π／2，是基频分量。
6．根据表格所列结果，画出Vop-p－X曲线，指出线性工作范围。
五、注意事项：示波器第二通道为悬浮工作状态。
实验二（2）差动变压器零残电压的补偿一、实验目的：由于零残电压的存在会造成差动变压器零点附近的不灵敏区，如此电压经过放大器还会使放大器未级趋向饱和，影响电路正常工作，因此必须采用适当的方法进行补偿抵消。
二、实验原理：零残电压中主要包含两种波形成份：1．基波分量。
这是由于差动变压器二个次级绕组因材料或工艺差异造成等效电路参数（M、L、R）不同，线圈中的铜损电阻及导磁材料的铁损，线圈中线间电容的存在，都使得激励电流与所产生的磁通不同相。
2．高次谐波。
主要是由导磁材料磁化曲线非线性引起，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使激励电流与磁通波形不一致，产生了非正弦波（主要是三次谐波）磁通，从而在二次绕组中感应出非正弦波的电动势。
变压器测量实验报告
变压器测量实验报告变压器测量实验报告引言变压器是电力系统中常用的电气设备，用于改变交流电压的大小。
为了了解变压器的性能和工作状态，我们进行了一系列的测量实验。
本实验报告将详细介绍实验的目的、实验装置、实验步骤、实验结果以及实验分析。
一、实验目的本次实验的主要目的是测量变压器的参数，包括变比、空载电流、短路阻抗和负载损耗。
通过这些参数的测量，我们可以了解变压器的效率、电压调节能力以及负载能力。
二、实验装置本次实验使用的实验装置包括一个变压器、电源、电流表、电压表、电阻箱和示波器。
变压器是我们要测量的对象，电源提供实验所需的电能，电流表和电压表用于测量变压器的电流和电压，电阻箱用于调节变压器的负载，示波器用于观察电压波形。
三、实验步骤1. 连接电路：首先，将电源与变压器的输入端相连，然后将变压器的输出端与电阻箱相连。
接下来，将电流表和电压表分别连接到变压器的输入端和输出端。
2. 测量空载电流：打开电源，调节电压，使得变压器的输入端电压为额定值。
记录此时的输入端电流，即为变压器的空载电流。
3. 测量变比：保持电源输出电压不变，调节电阻箱的阻值，使得变压器的输出端电压为额定值。
记录此时的输入端电压和输出端电压，通过计算两者的比值，即可得到变压器的变比。
4. 测量短路阻抗：将输出端短路，即将电阻箱的阻值调节为零。
记录此时的输入端电流，即为变压器的短路电流。
通过计算输入端电压与短路电流的比值，即可得到变压器的短路阻抗。
5. 测量负载损耗：将电阻箱的阻值调节为一定值，使得变压器的输出端电压为额定值。
记录此时的输入端电流和输出端电流，通过计算两者之差，即可得到变压器的负载损耗。
四、实验结果经过一系列的测量和计算，我们得到了以下实验结果：1. 变比：变压器的变比为2:1，即输入端电压是输出端电压的两倍。
2. 空载电流：变压器的空载电流为0.5A。
3. 短路阻抗：变压器的短路阻抗为0.2Ω。
4. 负载损耗：变压器的负载损耗为50W。
自动化传感器实验三 差动变压器性能、零残及补偿、标定实验
传感器实验报告陈晓东 12061302实验三 差动变压器性能、零残及补偿、标定实验一、 差动变压器性能实验目的：了解差动变压器的原理及工作情况。
实验准备：预习实验仪器和设备：音频振荡器、测微头、双踪示波器、差动式电感。
实验原理：交流电通过偶合的线圈产生感应电势。
实验注意事项：旋钮初始位置是，音频振荡器4KHz ～6 KHz 左右，幅度适中，双踪示波器第一通道灵敏度500mV/cm ，第二通道灵敏度10mV ／cm 。
其它还须注意的事项有： （1）差动变压器的激励源必须从音频振荡器的电源输出插口（LV 插口）输出。
（2）差动变压器的两个次级线圈必须接成差动形式，即，两个同名端短接，另两个同名端则构成输出。
（3）差动变压器与激励信号的连线应尽量短一些，以避免引入干扰。
实验内容：（1） 按图5接线，音频振荡器必须从LV 接出，LV 、GND 接差动式电感的Li ，2个L0构成差 动输出。
图 5 差动变压器接线方式（2）调整音频振荡器幅度旋钮，观察第一通道示波器，使音频LV 信号输入到初级线圈的电 压为VPP ＝2伏。
（3）调整测微头，使衔铁处于中间位置M （此时输出信号最小），记下此时测微头的刻度 值填入下表（4）旋动测微头，从示波器第二通道上读出次级差动输出电压的峰一峰值填入下表：*如果第二通道的信号实在太弱，可先接差放再行观察。
读数过程中应注意初、次级波形的相位关系：当铁芯从上至下过零位时,相位由 同 （同、反）相变为 反 （同、反）相；再由下至上过零位时，相位由反相变为同相；（5）仔细调节测微头使次级的差动输出电压为最小，必要时应将通道二的灵敏度打到最高档，这个最小电压叫做零点残余电压，可以看出它的基波与输入电压的相位差约为 90度。
(6) 根据所得结果，画出（Vop-p一X）曲线，指出线性工作范围，求出灵敏度：76.50mV/mm，更一般地，由于灵敏度还与激励电压有关，因此：19.125mV/mm二、差动变压器零点残余电压的补偿实验目的：了解零点残余电压的补偿及其方法。