、實驗目的：通過差動變壓器實驗模板來了解差動變壓器的工作原理和特性。二、基本原理：電感式傳感器的基本原理是電磁感應。在電感式傳感器中，互感式傳感器是把被測量的變化轉換為變壓器的互感變化。變壓器初級線圈輸入交流電壓，次級線圈則互感應出電勢。由于變壓器的次級線圈常接成差動形式，故又稱為差動變壓器式傳感器。差動變壓器由一只初級線圈和兩只次級線圈及一個鐵芯組成，根據內外層排列不同，有二段式和三段式，本實驗采用三段式結構。當差動變壓器隨著被測體移動時差動變壓器的鐵芯也隨著軸向位移，從而使初級線圈和次級線圈之間的互感發生變化，促使次級線圈感應電勢產生變化，一只次級線圈感應電勢增加，另一只感應電勢則減少，將兩只次級線圈反向串接（同名端連接。），就引出差動電勢輸出。其輸出電勢反映出被測體的移動量。****同名端：定義一：在同一磁通變量作用下，產生同極性感應電勢的端子，為同名端。定義二：主線圈在某一個瞬間電位為正時，付線圈也一定在同一個瞬間有一個電位為正的對應端，這時我們把這兩個對應端叫做該設備線圈的同極性端，或者叫同名端。同名端大多用在電流互感器及電壓互感器上，對變壓器稱謂同名端的情況很少;因為變壓器有多種接線組別，當一、二次繞組接線組別不一致時，可能沒有同名端。圖1差動變壓器原理圖在理想情況下（忽略線圈寄生電容及銜鐵損耗），差動變壓器的等效電路如圖。初級線圈的復數電流值為_U= AiR+j?L，

iJi3—激勵電壓的角頻率;U—激勵電壓的復數值;根據電磁感應定律，次級繞組中感應電勢的表達式為-M彷+ 2ir+j?Li丿i???當鐵芯位于線圈中心位置時U1=U2，U0=0???當鐵芯向上移動時U>U9IUl>°1 2 0當鐵芯向下移動時U、<1 2 0當鐵芯偏離中心位置時，則輸出電壓隨鐵芯偏離中心位置程度，逐漸增大，但相位相差180度但實際上，鐵芯位于中心位置，輸出電壓并不是零電位而是存在零點殘余電壓，如圖2所示。圖2差動變壓器輸出特性在本實驗中當傳感器隨著被測體移動時，由于初級線圈和次級線圈之間的互感發生變化促使次級線圈感應電勢產生變化，一只次級感應電勢增加，另一只感應電勢則減少，將兩只次級反向串接，即同名端接在一起，就引出差動輸出，其輸出電勢則反映出被測體的位移量。本差動變壓器式電感傳感器，原理如圖3所示，差動輸出使靈敏度提高，線性度也改善。LVo1(3)4⑸輸岀L3——1>26)圖3差動變壓器原理接線圖圖2差動變壓器輸出特性在本實驗中當傳感器隨著被測體移動時，由于初級線圈和次級線圈之間的互感發生變化促使次級線圈感應電勢產生變化，一只次級感應電勢增加，另一只感應電勢則減少，將兩只次級反向串接，即同名端接在一起，就引出差動輸出，其輸出電勢則反映出被測體的位移量。本差動變壓器式電感傳感器，原理如圖3所示，差動輸出使靈敏度提高，線性度也改善。LVo1(3)4⑸輸岀L3——1>26)圖3差動變壓器原理接線圖三、 需用器件與單元：主機箱、差動變壓器、差動變壓器實驗模板、測微頭、雙蹤示波器。四、 實驗步驟：附：測微頭的組成與使用測微頭組成和讀數如圖1測桿05llllllllllllllllll微調鈕測微頭讀數圖

圖4測微頭組成與讀數測微頭組成：測微頭由不可動部分安裝套、軸套和可動部分測桿、微分筒、微調鈕組成。測微頭讀數與使用：測微頭的安裝套便于在支架座上固定安裝，軸套上的主尺有兩排刻度線，標有數字的是整毫米刻線（1mm/格），另一排是半毫米刻線（0.5mm/格）；微分筒前部圓周表面上刻有50等分的刻線（0.01mm/格）。用手旋轉微分筒或微調鈕時，測桿就沿軸線方向進退。微分筒每轉過1格，測桿沿軸方向移動微小位移0.01毫米，這也叫測微頭的分度值。測微頭的讀數方法是先讀軸套主尺上露出的刻度數值（注意半毫米刻線）；再讀與主尺橫線對準微分筒上的數值、可以估讀1/10分度，如圖4甲讀數為3.678mm,不是3.178mm。遇到微分筒邊緣前端與主尺上某條刻線重合時，應看微分筒的示值是否過零，如圖4乙已過零，則讀2.514mm;如圖4丙未過零，則不應讀為2mm,讀數應為1.980mm。測微頭使用：測微頭在實驗中是用來產生位移并指示出位移量的工具。一般測微頭在使用前，首先轉動微分筒到10mm處（為了保留測桿軸向前、后位移的余量），再將測微頭軸套上的主尺橫線面向自己安裝到專用支架座上，移動測微頭的安裝套（測微頭整體移動），使測桿與被測體連接并使被測體處于合適位置（視具體實驗而定）時再擰緊支架座上的緊固螺釘。當轉動測微頭的微分筒時，被測體就會隨測桿而位移。．將差動變壓器和測微頭（參照附：測微頭使用）安裝在實驗模板的支架座上，差動變壓器的原理圖已印刷在實驗模板上，L1為初級線圈；L2、L3為次級線圈；火號為同名端，如圖5所示。?按圖5接線，差動變壓器的原邊L1的激勵電壓必須從主機箱中音頻振蕩器的Lv端子引入,檢查接線無誤后合上總電源開關，調節音頻振蕩器的頻率為4KHz-5KHz（可用主機箱的頻率表輸入Fin來監測）；調節輸出幅度峰峰值為Vp-p=2V（可用示波器監測：X軸為0.2ms/div）。?松開測微頭的安裝緊固螺釘，移動測微頭的安裝套使示波器第二通道顯示的波形Vp-p為較小值（變壓器鐵芯大約處在中間位置），擰緊緊固螺釘，仔細調節測微頭的微分筒使示波器第二通道顯示的波形Vp-p為最小值（零點殘余電壓）并定為位移的相對零點。這時可以左右位移，假設其中一個方向為正位移,另一個方向位移為負，從Vp-p最小開始旋動測微頭的微分筒，每隔0?2mm（可取10—25點）從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值，填入表1，再將測微頭退回到Vp-p最小處開始反方向做相同的位移實驗。在實驗過程中應注意：⑴從Vp-p最小處決定位移方向后，測微頭只能按所定方向調節位移，中途不允許回調，否則，由于測微頭存在機械回差而引起位移誤差；所以實驗時每點位移量須仔細調節，絕對不能調節過量，如過量則只好剔除這一點繼續做下一點實驗或者回到零點重新做實驗。⑵當一個方向行程實驗結束，做另一方向時，測微頭回到Vp-p最小處時它的位移讀數有變化（沒有回到原來起始位置）是正常的，做實驗時位移取相對變化量AX為定值，只要中途測微頭不回調就不會引起位移誤差。a5=_IiiiiIiii=二接蕩€差動變壓器實驗模板a5=_IiiiiIiii=二接蕩€差動變壓器實驗模板圖5差動變壓器性能實驗安裝、接線圖4．實驗過程中注意差動變壓器輸出的最小值即為