傳感器技術(shù)實訓(xùn)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(xùn)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(biāo)準(zhǔn)》電工實驗室或電類專業(yè)實訓(xùn)室儀器設(shè)備配備標(biāo)準(zhǔn),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(xùn)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(jī)械量電則等課程的實驗需要。
1、實訓(xùn)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(hù)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(jī)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(dāng)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(fù)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(dǎo)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
七、實驗報告
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?