1、传 感 器 技 术 实验报告 实验序号： 实验十二 系别： 电子通信工程系 班级： *班 组别： 第一组 成员：120407207 * 实验操作 120407205 * 实验阅读 120407218 * 实验记录 2015 年 3 月 23 日 实验十二 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： 差动变压器由一只初级线圈和两只次级线圈及一个铁芯组成（铁芯在可移 动杆的一端） ，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
2、电势增加，另一只感应电 势则减少，将两只次级线圈反向串接（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： 差动变压器实验模块、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块上。 接第一通道示波器 接第二通道示波器 6 2 3 4 1 5 插座管脚编号 图 3-2 双线示波器与差动变压器连接示意图 图 3-1 差动变压器电容传感器安装示意 图 差动变压器、 模块 测量架 测微头 2、在模块上按照图 3-2 接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的 LV端
3、子 输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为 510KHz（可用主控箱的数显表的 频率档 fi输入来监测，实验中可调节频率使波形不失真） 。调节幅度使输出幅 度为峰-峰值 Vp-p=2V（可用示波器监测：X 轴为 0.2ms/div、Y 轴 CH1为 1V/div、CH 2为 0.2v/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（1 和 2 实验插孔作为初级线圈） ，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 (即 3 和 4 实验插孔)，而
4、且相位与初级线圈波形（L V音频信号 Vp-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 续改变连接再判断直到正确为止。图中（1） 、 （2） 、 （3） 、 （4）为模块中的实验 插孔。 ） 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，则另一个方向位移为负。从 Vp-p 最小开始旋动测微头，每隔 0.5mm 从示波器上读出输出电压 Vp-p值填入表 3- 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。 表 3-1 差动变压器位移
5、 X 值与输出电压 Vp-p数据表 X（mm ） -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 V（mv ） 485 395 305 215 100 10 105 210 335 415 505 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 压大小。根据表 3-1 画出 Vop-p-X 曲线，作出量程为4mm、6mm 灵敏度和非线 性误差。 X（mm ） V（mv ） 拟合度 偏差 -5 486 491.475 5.475 -4 395 395.618 0.618 -3 305 299.761 -5.239 -2 215 203.904 -11.096 -1 10
6、0 108.047 8.047 0 10 12.19 2.19 1 105 112.05 7.05 2 210 212.91 2.91 3 335 313.77 -21.23 4 415 414.63 -0.37 5 505 515.49 10.49 -6 -4 -2 0 2 4 6 0 200 400 600 V（mv ） Vop-p-X Vop-p-X 曲线 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 0 100 200 300 400 500 600 Series 1 Linear (Series 1) Vop-p-X 左半轴拟合直线 0 1 2 3 4 5 6 0 100 200 300 400 500 600 Series 1 Linear (Series 1) Vop-p-X 右半轴拟合直线 在-4mm,-6mm 处,灵敏度为-95.857;非线性误差为 f1= F =-0.01078%;ym/ 在+4mm,+6mm 处,灵敏度为 100.86;非线性误差为 f1= F S= -0.04204%; 五、实验总结： 通过对实验数据的作图及分析，可以看出差动变压器位移 X 值与输出电压 Vp-p近似成线性关系；经过这一次的实验，初步认识了差动变压器。了解了差 动变压器的构成与原理，增加了我对传感器课程学习的渴望，进一步训练了我 们的动手能力。
