傳感與檢測(cè)實(shí)訓(xùn)二.doc

實(shí)訓(xùn)四 電感式傳感器（互感式）一、 實(shí)訓(xùn)目的：1、 了解用電感式傳感器構(gòu)成差動(dòng)變壓器原理及其工作情況；2、 了解差動(dòng)變壓器測(cè)量系統(tǒng)的組成和標(biāo)定方法；3、 利用差動(dòng)變壓器測(cè)量振幅。二、基本原理：差動(dòng)變壓器由銜鐵、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和線圈骨架等組成。初級(jí)線圈作為差動(dòng)變壓器激勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接而成，相當(dāng)于變壓器的副邊，差動(dòng)變壓器是開(kāi)磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的。其原理及輸出特性見(jiàn)圖1。 圖1三、需用器件與單元：音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、差動(dòng)變壓器（電感）、移相器、低通濾波器、測(cè)微頭、電橋、F/V表、激振器、示波器、主、副電源。四、實(shí)驗(yàn)步驟：（一）差動(dòng)變壓器的性能分析：1、根據(jù)圖2接線，將差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器（必須從Lv輸出，頻率調(diào)至4KHz-8KHz之間）、雙蹤示波器連接起來(lái)，組成一個(gè)測(cè)量線路。開(kāi)啟主、副電源，將示波器探頭分別接至差動(dòng)變壓器的輸入和輸出端，調(diào)節(jié)差動(dòng)變壓器原邊線圈音頻振蕩器激勵(lì)信號(hào)峰-峰值為2V。圖22、用手提壓變壓器磁芯，觀察示波器輸出波形是否能過(guò)零翻轉(zhuǎn)，如不能則改變兩個(gè)次級(jí)線圈的串接端。3、轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭使測(cè)微頭與振動(dòng)平臺(tái)吸合，向下旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，使振動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)生位移。每位移0.5mm，用示波器讀出差動(dòng)變壓器輸出端峰-峰值填入下表，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度S。S=V/X（式中V為電壓變化，X為相應(yīng)振動(dòng)平臺(tái)的位移變化），作出V-X關(guān)系曲線。讀數(shù)過(guò)程中應(yīng)注意初、次級(jí)波形的相應(yīng)關(guān)系。X（mm） V0（p-p）（二）差動(dòng)變壓器的標(biāo)定：1、按圖3接好線路。圖32、裝上測(cè)微頭，上下調(diào)整使差動(dòng)變壓器鐵芯處于線圈中段位置。3、開(kāi)啟主、副電源，利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕，使激勵(lì)電壓峰-峰值為2V。4、利用示波器和電壓表，調(diào)整各調(diào)零及平衡電位器，使電壓表指示為零。5、給梁一個(gè)較大的位移，調(diào)整移相器，使電壓表指示為最大，同時(shí)可用示波器觀察相敏檢波器的輸出波形。6、旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，每隔0.5mm讀數(shù)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下表，作出V-X曲線，并求出靈敏度。X（mm）V（mV）（三）振幅測(cè)量：1、以圖3接線為基礎(chǔ)，調(diào)節(jié)測(cè)微頭遠(yuǎn)離振動(dòng)臺(tái)（不用測(cè)微頭），接入激振器（將低頻振蕩器輸出V0接入激振線圈一端，線圈另一端接地），開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)低頻振蕩器幅度旋鈕置中，頻率從最小慢慢調(diào)大，讓振動(dòng)臺(tái)起振且幅度適中（如振動(dòng)幅度太小可調(diào)大幅度旋鈕）。2、將音頻頻率旋鈕置5KHz，幅度旋鈕置2Vp-p。用示波器觀察各單元即：差動(dòng)、檢波、低通輸出的波形。3、保持低頻振蕩器幅度不變，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率，用示波器觀察低通濾波器的輸出，讀出峰-峰電壓值，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下表：F（Hz）3456781012Vp-p（V）4、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的振幅-頻率（幅頻）特性曲線，指出振動(dòng)平臺(tái)自振頻率（諧振頻率）的大致值，實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源。五、實(shí)訓(xùn)難點(diǎn)與重點(diǎn)：1、實(shí)訓(xùn)中必須弄清楚電感式傳感器的三個(gè)線圈在差動(dòng)變壓器中分別是什么作用：中間的線圈應(yīng)該是初級(jí)線圈，相當(dāng)于變壓器的原邊，而兩端的線圈是兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的次級(jí)線圈，相當(dāng)于變壓器的副邊。且兩個(gè)次級(jí)的同名端位于下端的接線端（其標(biāo)注點(diǎn)被遮住或已磨損）。2、實(shí)訓(xùn)（一）中首先要分清輸入與輸出是哪個(gè)，輸入是從音頻振蕩器給出的信號(hào)源波形，該波形在步驟要求中要調(diào)到峰-峰值為2V，而輸出波形是從其中一個(gè)次級(jí)線圈輸出的波形，先讓振動(dòng)平臺(tái)處于自由狀態(tài)，用手提、壓振動(dòng)平臺(tái)（即使銜鐵向上或者向下移動(dòng)），在做這兩個(gè)動(dòng)作時(shí)，我們應(yīng)該可以明顯看到輸出波形的過(guò)零翻轉(zhuǎn)，即相位變化180，輸出與輸入進(jìn)行比較，兩動(dòng)作使得兩波形為同相或反相。3、實(shí)訓(xùn)（二）中首先要注意接線，不要連錯(cuò)，尤其是電橋中的W1與W2的連接，它們?cè)趯?shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部已經(jīng)并聯(lián)好，無(wú)需再連，W2的中間出頭部分有帶電容與不帶電容之分，有兩個(gè)接線端口，注意區(qū)別。4、實(shí)訓(xùn)（二）4、5步驟的方法與意義是：開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)中的W1和W2，使F/V表的顯示值最小，示波器的波形大致為一條水平線（F/V表顯示值與示波器圖形不完全相符時(shí)，兩者兼顧即可）。再用手按住梁的自由端產(chǎn)生一個(gè)大位移。調(diào)節(jié)移相器和移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波的圖形。放手后，梁復(fù)原，示波器圖形基本成一條直線。這么做的意義是，當(dāng)振動(dòng)平臺(tái)處于自由狀態(tài)，即銜鐵處于中間位置，差動(dòng)變壓器的輸出電壓應(yīng)該是為零的，且波形自然也應(yīng)該是為一水平線；而步驟5則是要讓相敏檢波器檢出的是全半波，因此調(diào)節(jié)移相器改變相位，具體請(qǐng)參看相敏檢波器實(shí)訓(xùn)。5、實(shí)訓(xùn)（三）中注意適當(dāng)選擇低頻激振電壓，以免振動(dòng)平