傳感器實驗平臺:差動變壓器的性能實驗

時間：2024-11-09 10:56:47

差動變壓器的性能實驗
一、實驗?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 了解差動變壓器的工作原理和特性。
二、實驗所用單元
電感式傳感器、音頻振蕩器、直流穩(wěn)壓電源、位移臺架、測微器、頻率與轉(zhuǎn)速表、示波器。
三、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，在傳感器的初級線圈上接入高頻交流信號，當(dāng)初、次中間的鐵芯隨著被測體移動時，由于初級線圈之間的互感磁通量發(fā)生變化促使兩個次級線圈感應(yīng)電勢產(chǎn)生變化，一個次級感應(yīng)電勢增加，另一個感應(yīng)電勢則減少，將兩次級線圈反向串接（同名端連接），就可以引出差值輸出，其輸出電勢的大小反應(yīng)出被測體的移動量。
四、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、根據(jù)圖13-1接線，音頻振蕩器信號須從實驗臺上的Lv端子輸出，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率旋鈕，輸出頻率4～5KHz（可用實驗臺上的頻率表來監(jiān)測）。調(diào)節(jié)幅度電位器旋鈕使輸出幅度為Vp-p=2V～5V之間（可用示波器監(jiān)測），將差動變壓器的兩個次級線圈的同名端相連。注：判別初級線圈級次級線圈同名端的方法如下：設(shè)任一線圈為初級線圈，并設(shè)另外兩個線圈的任一端為同名端，按圖13-1接線。當(dāng)鐵芯左、右移動時，分別觀察示波器中顯示的初、次級線圈波形，當(dāng)次級波形輸出幅值變化很大，基本上能過零點(diǎn)，而且相位與初級線圈波形比較能同相和反相變化，說明已連接的初、次級線圈及同名端是正確的，否則繼續(xù)改變連接再判別，直到正確為止。
差動變壓器與雙線示波器連接示意圖

圖13-1 差動變壓器與雙線示波器連接示意圖
3、將測微器旋至15mm處，使示波器第二通道顯示的波形值Vp-p為最小，這時可以進(jìn)行位移性能實驗，假設(shè)其中一個方向為正位移，則另一方向為負(fù)位移。從Vp-p最小處開始旋動測微器，每隔0.2mm從示波器上讀出電壓Vp-p值并填入表13-1中。再從Vp-p最小處反方向旋轉(zhuǎn)測微器，重復(fù)實驗過程。在實驗過程中，注意左、右位移時，初、次級波形的相位關(guān)系。
表 13-1

X(mm)					-←	15mm	→+
Vp-p(mV)						最小

五、實驗報告
    1、實驗過程中差動變壓器輸出的最小值即為差動變壓器的零點(diǎn)殘余電壓。根據(jù)表13-1畫出Vp-p─X曲線（注∶X－與X＋時的Vp-p相位），分析為±1mm、±3mm時的靈敏度和非線性誤差。
  2、差動變壓器的零點(diǎn)殘余電壓能徹底消除嗎？
  3、試分析差動變壓器與一般變壓器的異同？

SG-833 傳感器實驗平臺

一、產(chǎn)品簡介
　SG-833傳感器實驗平臺是在本公司多年生產(chǎn)傳感技術(shù)教學(xué)實驗裝置的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)不同類別、不同層次的專業(yè)需要，最新推出的模塊化的新產(chǎn)品。
SG-833傳感器實驗平臺主要用于各大、中專院校開設(shè)的“傳感器原理”“自動檢測技術(shù)”“非電量電測技術(shù)”“工業(yè)自動化儀表與控制”“機(jī)械量電測”等課程的實驗教學(xué)。
SG-833傳感器實驗平臺采用的傳感器大部分是工業(yè)結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生加強(qiáng)對書本知識的理解，并在實驗過程中，通過信號的拾取，轉(zhuǎn)換，分析，培養(yǎng)學(xué)生作為一個科技工作者具有的基本操作技能與動手能力。

二、產(chǎn)品組成
一、實驗臺組成
SG-833傳感器實驗平臺由主控臺、三源發(fā)生臺（振動源、溫度源、轉(zhuǎn)動源）、傳感器和相應(yīng)的實驗?zāi)０濉?shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實驗臺桌八部分組成。
1、主控臺部分
1.信號發(fā)生器：頻率至少覆蓋1k～10kHz ，峰峰值最低覆蓋范圍VP-P=0～17V連續(xù)可調(diào)。
2. 頻率至少覆蓋1～30Hz低頻信號，峰峰值最低覆蓋范圍VP-P=0～17V連續(xù)可調(diào)，有短路保護(hù)功能。
3.至少四組直流穩(wěn)壓電源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五檔輸出、0～5V可調(diào)，有短路保護(hù)功能。
4.恒流源：至少0～20mA連續(xù)可調(diào)，最大輸出電壓≥12V。
5.數(shù)字式電壓表：量程覆蓋0～20V，至少分為200mV、2V、20V三檔、精度≤0.5級。
6.數(shù)字式毫安表：量程覆蓋0～20mA，至少三位半數(shù)字顯示、精度≤0.5級，有內(nèi)測外測功能。
7.頻率/轉(zhuǎn)速表：頻率測量范圍覆蓋1～9999Hz，轉(zhuǎn)速測量范圍覆蓋1～9999rpm。
8.高精度溫度調(diào)節(jié)儀：多種輸入輸出規(guī)格，人工智能調(diào)節(jié)以及參數(shù)自整定功能，先進(jìn)控制算法，溫度控制精度≤±0.5℃。必須具有與MCGS通信功能。能在軟件上進(jìn)行修改和控制。
9. 主控臺數(shù)據(jù)傳輸方式要求為USB,WIFI,以太網(wǎng)模式。模式要求使用上位機(jī)軟件相互切換。USB為有線近程接入方式，WIFI及以太網(wǎng)可通過上位機(jī)遠(yuǎn)程配置和接入，內(nèi)置出廠設(shè)置按鈕。數(shù)據(jù)采集方式要求為單步采集及連續(xù)采集方式，采樣頻率要求選擇1k，10k，200k軟件可配置。存儲數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，量程自動切換。提供的處理軟件必須要用Labview計算機(jī)界面，可以進(jìn)行實驗項目選擇與編輯、數(shù)據(jù)采集、特性曲線的分析、比較、文件存取、打印等。
2、三源發(fā)生臺
1.加熱源：0～220V交流電源加熱，溫度要求控制在室溫～120℃。
2.轉(zhuǎn)動源：2～24V直流電源驅(qū)動，轉(zhuǎn)速覆蓋0～3000rpm。
3.振動源：振動頻率覆蓋1Hz～30Hz（可調(diào)），共振頻率在12Hz左右。
3、傳感器：詳見下表
4、實驗?zāi)K部分：詳見下表
5、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件：
6、實驗桌：桌面要求采用高絕緣度、高強(qiáng)度、耐高溫的高密度板，電腦桌連體設(shè)計。要求必須具有接地、漏電保護(hù)、采用高絕緣的安全型插座，安全性要求符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。實驗桌主體要求采用1.2mm鐵質(zhì)噴塑，桌子底腳用帶剎車萬向輪。
1.輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz
2.裝置容量： ≤1.0kVA
3.外形尺寸：約140cm×80cm×118cm
三、產(chǎn)品特點(diǎn)
1、傳感器的結(jié)構(gòu)已從原理型轉(zhuǎn)向工業(yè)檢測傳感器，傳感器已由定性轉(zhuǎn)向定量，有一定的精度，更便于計算機(jī)做實驗的特性分析。
2、儀器配溫度源、氣源、振動源和轉(zhuǎn)動源。傳感器配相應(yīng)實驗?zāi)K，便于操作和管理，實驗完成后，可分別放入實驗臺的柜子里和傳感器箱。能根據(jù)教學(xué)需求添加增強(qiáng)部分傳感器及其模塊，或制作特殊的傳感器模塊。
3、各種公共源也可用于學(xué)生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及進(jìn)行一些開發(fā)性實驗；電源及信號源設(shè)制有保護(hù)電路，確保學(xué)生在誤操作后不會損壞設(shè)備并保證學(xué)生的安全。
四、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

序號	傳感器名稱	實驗模板	量程	線性	備注
1	電阻應(yīng)變式傳感器	電阻應(yīng)變式實驗?zāi)K	0－1000g	±0.5%	全橋
2	擴(kuò)散硅壓力傳感器	壓力傳感器實驗?zāi)K	20kpa-100kpa	±1%
3	差動變壓器	差動變壓器實驗?zāi)K	±5mm	±2%
4	電容式傳感器	電容傳感器實驗?zāi)K	±2.5mm	±3%
5	霍爾式位移傳感器	霍爾傳感器實驗?zāi)K	±3mm	±3%
6	霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器		2400轉(zhuǎn)／分	±0.5%
7	磁電式傳感器	由線圈和永久磁鋼構(gòu)成，靈敏度不低于0.5v/m/s	2400轉(zhuǎn)／分	±0.1%
8	壓電式傳感器	壓電傳感器實驗?zāi)K	諧振頻率10kHz
9	電渦流位移傳感器	電渦流位移實驗?zāi)K	3mm	±2%
10	光纖位移傳感器	光纖位移實驗?zāi)K（Y型導(dǎo)光型傳感器）	1mm	±5%
11	光電轉(zhuǎn)速傳感器		2400轉(zhuǎn)／分	±0.5%
12	集成溫度傳感器	溫度傳感器實驗?zāi)K	-55℃～155℃	±3 %	電流輸出型集成溫度傳感器，敏度不低于1uA/℃。
13	Pt100鉑電阻		測溫范圍覆蓋-200℃～850℃。	±3%	三線制
14	Cu50銅電阻		測溫范圍覆蓋-50℃～100℃。	±3%
15	K型熱電偶		測溫范圍覆蓋-50℃～180℃	±2%
16	E型熱電偶		測溫范圍覆蓋-100℃～110℃	±2%
17	PN節(jié)溫度傳感器		測溫范圍覆蓋-100℃～150℃，靈敏度不低于2.2mV/℃，線性誤差要求不大于1％。	不大于1%
18	氣敏傳感器		50-2000PPm		對酒精敏感
19	濕敏傳感器		10－99%RH
20	光敏電阻	Cds光敏電阻，額定功率20mw，暗阻≥5MΩ
21	紅外發(fā)光二極管	峰值波長940nm，工作電壓10V
22	光敏二極管	峰值波長880nm，工作電壓＜10V, 暗電流≤0.2µA
23	光敏三極管	峰值波長880nm，工作電壓≤10V, 暗電流≤0.3µA
24	半導(dǎo)體激光器	波長635nm，功率1-3mw
25	硅光電池	光譜響應(yīng)覆蓋420～675nm，光敏區(qū)不小于7.34 mm2

五、實驗項目
1．金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實驗
2．金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實驗
3．金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實驗
4．金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較實驗
5．金屬箔式應(yīng)變片溫度影響實驗
6．直流全橋的應(yīng)用——電子秤實驗
7．交流全橋的應(yīng)用——振動測量實驗
8．?dāng)U散硅壓阻壓力傳感器的壓力測量實驗
9．差動變壓器的性能實驗
10．激勵頻率對差動變壓器特性的影響實驗
11．差動變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實驗
12．差動變壓器的應(yīng)用――振動測量實驗
13．電容式傳感器的位移特性實驗
14．電容傳感器動態(tài)特性實驗
15．直流激勵時霍爾傳感器位移特性實驗
16．交流激勵時霍爾傳感器位移特性實驗
17．霍爾測速實驗
18．磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測速實驗
19．用磁電式原理測量地震*
20．壓電式傳感器測振動實驗
21．電渦流傳感器的位移特性實驗
22．被測體材質(zhì)對電渦流傳感器的特性影響實驗
23．被測體面積大小對電渦流式傳感器的特性影響實驗
24．電渦流傳感器測量振動實驗
25．電渦流傳感器測轉(zhuǎn)速實驗*
26．光纖傳感器的位移特性實驗
27．光纖傳感器測量振動實驗
28．光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗
29．利用光電傳感器測轉(zhuǎn)速的其它方案*
30．集成溫度傳感器的溫度特性實驗
31．鉑電阻溫度特性實驗
32．銅電阻溫度特性實驗*
33．K型熱電偶測溫實驗
34．E型熱電偶測溫實驗
35. J型熱電偶測溫實驗
36．熱電偶測量實驗
37．酒精敏感氣敏傳感器的原理實驗
38．濕度傳感器的實驗
39．光敏電阻實驗
40．光敏二極管的特性實驗
41．光敏三極管特性實驗
42．光敏二極管的特性實驗
43．光敏三極管特性實驗
44．光電池光照特性實驗
備注：帶*號實驗為思考實驗，由學(xué)生自己動手組建。

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傳感器實驗平臺:差動變壓器的性能實驗

SG-833 傳感器實驗平臺