傳感器技術(shù)實訓裝置-差動變壓器的特性實驗
一、設(shè)備介紹
傳感器技術(shù)實訓裝置,透明傳感器模型,傳感器技術(shù)實驗臺是根據(jù)《教育行業(yè)標準》電工實驗室或電類專業(yè)實訓室儀器設(shè)備配備標準，是適應(yīng)不同類別與不同層次的專業(yè)，推出模塊化的實訓設(shè)備，傳感器實驗臺主要用于各大、中專院校開設(shè)的自動檢測技術(shù)、傳感器原理與技術(shù)、非電量電測技術(shù)、工業(yè)自動化儀表與控制、機械量電則等課程的實驗需要。
1、實訓臺提供四組直流穩(wěn)壓電源：±5V、±15V；±2V~±10V分五擋輸出，2~24V可調(diào)，具有短路保護功能。
2、低頻信號發(fā)生器：1Hz-30Hz輸出連續(xù)可調(diào)，Vp-p值10V，最大輸出電流0.5A。
3、音頻信號發(fā)生器：0.4KHz-10KHz輸出連續(xù)可調(diào)，輸出電壓范圍：0VP~10VP連續(xù)可調(diào)，最大輸出電流：0.5A（有效值0.4KHz）
4、差動放大器：通頻帶0-10KHz，可接成同相、反相、差動結(jié)構(gòu)，增益為1-150倍的直流放大器。
5、數(shù)字式電壓表：三位半顯示，量程±2V、±20V，輸入阻抗100KΩ，精度1%。
6、數(shù)字式頻率/轉(zhuǎn)速表：由四只數(shù)碼管，2只發(fā)光管組成，輸入阻抗100KΩ，精度1%。
頻率測量范圍1-9999 Hz，轉(zhuǎn)速測量范圍1-9999Pem。
7、溫度表：0-150℃度，精度1%。
8、高精度溫度控制調(diào)節(jié)儀，多種輸入輸出規(guī)格，具有人工智能調(diào)節(jié)以參數(shù)自整定功能。
9、機械式壓力表：0-40Kpa，精度2%。
三、實驗?zāi)康?/strong>
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。
四、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。
五、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。
圖11-1 差動變壓器實驗電路圖
傳感器的兩個次級線圈(N
2、N
3)電壓分別經(jīng)UR
1、UR
2兩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。R
1、R
2為兩橋臂電阻，RP
1為調(diào)零電位器，R
3、R
4、C
1組成濾波電路，R
5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。
六、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N
1上，傳感器次級線圈N
2、N
3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RP
1到較大位置，平衡電位器RP
2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U
O記入下表。
表 11-1
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？
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