2014-2015(2)电子测量与传感器实验指导书

实验三 差动变面积式电容传感器的静态及动态特性

一、实验目的：

了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。 二、实验原理：

电容式传感器有多种形式，本仪器中差动变面积式。传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为Cx1,下层定片与动片形成的电容定为Cx2,当将Cx1 和Cx2 接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。 三、所需单元及部件：

电容传感器、电压放大器、低通滤波器、F/V表、激振器、示波器。 四、有关旋钮的初始位置：

差动放大器增益旋钮置于中间，F/V表置于2V档， 五、实验步骤：

(1)按图30接线。

（2）F/V表打到20V，调节测微头，使输出为零。

（3）转动测微头，每次0.1mm，记下此时测微头的读数及电压表的读数，直至电容动片与上（或下）静片复盖面积最大为止。

X（mm） V（mv） 退回测微头至初始位置。并开始以相反方向旋动，同上法，记下X（mm）及V(mv)值。

（4）计算系统灵敏度S。S=△V/△X（式中△V为电压变化，△X为相应的梁端位移变化），并作出V-X关系曲线。

X（mm） V（mv）

五、实验结果分析，分析误差存在的原因？

实验四 差动变压器(互感式）的性能

一、实验目的：

了解差动变压器原理及工作情况 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。初级线圈做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11A。 三、所需单元及步件：

音频振荡器、测微头、示波器、主、副电源、差动变压器、振动平台。 四、有关旋钮室始位置：

音频振荡器4KHz—8KHz之间，双踪示波器第一通道灵敏度500mv/div，第二通道灵敏度10mv/div，触发选择打到第一通道，主、副电源关闭。 五、实验步骤：

（1）根据图11B接线，将差动变压器、音频振荡器（必须LV输出）、双踪示波器连接起来，组成一个测量线路。开启主、副电源，将示波器探头分别接至差动变压器的输入和输出端，调节差动变压器源边线圈音频振荡器激励信号峰峰值为2V。

（2）用手提压变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变两个次级线圈的串接端。

（3）转动测微头使测微头与振动平台吸合，再向上转动测微头5mm，使振动平台往上位移。

（4）向下旋钮测微头，使振动平台产生位移。每位移0.2mm，用示波器读出差动变压器输出端峰峰值填入下表，根据所得数据计算灵敏度S。S=△V/△X（式中△V为电压变化，△X为相应振动平台的位移变化），作出V-X关系曲线。读数过程中应注意初、次级波形的相应关系。 X5m4.8mm 4.6mm … 0.2mm 0mm -0.2mm … -4.8mm -5mm （mm) m Vo(p-p) 思考：

（1）根据实验结果，指出线性范围。

（2）当差动变压器中磁棒的位置由上到下变化时，双线示波器观察到的波形相位会发生怎样的变化？

（3）用测微头调节振动平台位置，使示波器上观察到的差动变压器的输出阻抗端信号为最小，这个最小电压是什么？由于什么原因造成？