电感式传感器实验

电感式传感器实验  一、实验目的：
1．了解差动变压器的基本结构及原理。
2．了解音频振荡器、移相器、相敏检波器、低通滤波器等单元的作用。
3．掌握差动变压器测试系统的组成以及测试方法。
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。初级线圈作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3所示。

变压器原理图

三、实验所需部件：
差动变压器、音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表、示波器、测微头。
四、实验步骤：
1．差动放大器调零。按图4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。
2．音频振荡器输出频率5KHz，输出值VP－P=2V。
3．用手提压变压器磁芯，观察输出是否变化，如果没有改变则改变两个次级线圈的串接端。

电感式传感器实验电路图

4．旋动测微头使衔铁在线圈中上、下有一个较大的等量位移，看电压表示数是否对称，如不对称则需反复调节衔铁位置和电桥、移相器，做到输出对称。
5．差动放大器增益适度，调节电桥WD、WA电位器，调节测微头带动衔铁改变其在线圈中的位置，使系统输出为零。
6．旋动测微头，带动衔铁向上、向下各2.5mm位移，每旋一周（0.5mm）记录一个电压值并填入表1、表2中。
表1 衔铁向上位移

根据表中所测数据计算灵敏度S，S＝△V／△X，并在同一坐标图上做出V－X关系曲线。

五、注意事项：
1．实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰。
2．接插线插入插孔，以保证接触良好，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。
3．稳压电源不要对地短路。所有单元电路的地均须与电源地相连。
4．系统测试需调节电桥、移相器、衔铁三者位置，正确的调节方法是：在步骤1、2之后用手将衔铁压至线圈最底部，调节移相器，用示波器两个通道观察相敏检波器①、②端口，当两端口波形正好为同相或反相时恢复衔铁位置，这样才能做到系统输出灵敏度最高并正负对称。
六、思考：
1．在测量数据时，测微头向上和向下移动时，电路的输出有何不同？输入输出关系曲线是否重合？为什么？
2．在此实验中，移相器、相敏检波器、低通滤波器等单元有何作用？