传感器技术实验指导书(3)

元件。

（二）交流激励特性

WA

180° 180° 1KHZ WD R 移相器 Φ1 Φ2 差放 － ＋ 低通 电压表

相敏检波 图（3）

2．1、按图（3）接线组成测试系统，差动放大器增益适度。装上测微头，调整霍尔元件至梯度磁场中部。音频振荡器从180°端口输出1KHZ，幅度严格限定在Vρ-ρ值5V以下，以免损坏霍尔元件。 2．2、用示波器观察相敏检波器输出端波形,调整电桥WD、WA使系统输出最小。上、下移动振动台，并调节“移相旋扭”使输出最大。

2．3、调节测微头使霍尔元件回到磁路中间位置，此时输出电压应为0。调节测微头±3.5mm，每隔0.5mm读出相应电压值填入表2－１中。作出V－X曲线，求出灵敏度和线性度，并将其结果与直流激励系统相比较。

表2－１ X(mm) V(v) 五、注意事项：

交流激励信号应从音频电压180°端口输出，幅度严格限定VP-P5V以下，以免损坏霍尔片。

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六、 实验报告要求

1、实验报告格式严格按广东工业大学有关规定要求； 2、在理解基础上扼要书写实验原理、实验方法和步骤；

3、根据直流激励下静态位移测试数据，在坐标纸上绘出霍尔位移传感器实验曲线。并按某一规则作出拟合直线，依此分析计算传感器系统的灵敏度、线性度。

4、在交流激励下的振动测试中，观察记录到了各环节输出波形变化规律，给出相应合理的解释。

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实验三 差动变压器性能及标定

实验项目性质：普通实验 所属课程名称：传感器技术及应用 实验计划学时：2学时

一、实验目的：

1、了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。

2、了解差动变压器的实际应用。 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（9）

图（9）

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R1 LKMa Lo Lo Mb R2 Lv 5KHZ 示波器 第一通道 第二通道

R3 图（10）

三、实验所需部件：

差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。电桥、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表。 四、实验步骤：

（一）差动变压器的性能测量

1．按图（10）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，双踪示波器第一通道灵敏度500mv/格，第二通道10mv／格。

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。

4．仔细调节测微头使次级线圈的输出波形至不能再小，这就是零点残余电压。可以看出它与输入电压的相位差约为π／2，是基频分量。

5．以输出最小时测微头所在刻度为基准点，旋动测微头带动差动变压器衔铁在线圈中向上5mm，向5mm位移，每旋一周（0.5mm）记录一电压值并填入表格3-1。

从示波器中读出次级输出电压VP－P值，读数过程中应注意初、次级波形的相位关系。 表3-1： 位 移mm 电 压V 五、注意事项：

示波器第二通道为悬浮工作状态。 （二）差动变压器的标定

1．按图（12）接线，差动放大器增益适度，音频振荡器LV端输出5KHZ，VP-P值2V。

2．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。

3．旋动测微头使衔铁在线圈中上、下有一个较大的位移，用电压

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表和示波器观察系统输出是否正负对称(如有削波现象则应减小差动放大器增益)。如不对称则需反复调节衔铁位置和电桥、移相器，做到正负输出对称。

4．旋动测微头，带动衔铁向上5mm，向下5mm位移，每旋一周（0.5mm）记录一电压值并填入表格3-2。

图（12）

表3-2 位移mm 电压V 移相器 音频振荡器 LV WD WA R － ＋ Φ1 Φ2 相敏 低通 电压表 差放 五、实验报告要求

1、实验报告格式严格按广东工业大学有关规定要求；

2、在理解基础上简单扼要地书写实验原理、实验方法和步骤； 3、根据表格3-1、3-2所列结果，画出Vop-p－X曲线，指出线性工作范围。

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