零残电压中主要包含两种波形成分：1、基波分量，这是由于差动变压器两个次级绕组因材料或工艺差异造成等效电路参数（M、L、R）不同，线圈中的铜损电阻及导磁材料的铁损，线圈中间电容的存在，都使得激励电流与所产生的磁路不相同。2、高次谐波。主要是由导磁材料磁化曲线非线性引起，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使激励电流与磁通波形不一致，产生了非正弦波（主要是三次谐波）磁通，从而在二次绕组中感应出非正弦波的电动势。3、减少零残电压的办法有：从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对称。采用相敏检波电路。选用补偿电路。三、所需单元和部件差动变压器式电感传感器，音频振荡器，测微器，差动放大器，电桥。四、有关旋钮的初始位置音频振荡器的频率为4KHz，Lv输出幅度为峰峰2V，差动放大器的增益旋钮旋至中间。五、注意事项1、音频振荡器的信号必须从Lv输出端输出。2、差动变压器次级的两个线圈必须连接成差动形式（同名端相连）。3、实验中，电桥平衡网络的电位器Wa和Wd的调整，是配合调整的。4、实验中，为了便于观察，需要调整示波器的灵敏度。5、由于补偿线路要求差动变压器输出必须悬浮，所以需用差动放大器将次级的双端输出转换为单端输出，以便示波器观察。六、实验内容1、根据图1.5的电路结构，将差动变压器式电感传感器，音频振荡器，电桥平衡网络，差动放大器和示波器连接起来，组成一个测量线路。将示波器探头接至差动放大器输出端。910KHzWaWd>.示波器Vp-p2V差动放大器第一通道图1.5差动变压器实验接线图9
9 零残电压中主要包含两种波形成分： 1、基波分量，这是由于差动变压器两个次级绕组因材料或工艺差异造成等效电路参数（M、 L、R）不同，线圈中的铜损电阻及导磁材料的铁损，线圈中间电容的存在，都使得激励电流与 所产生的磁路不相同。 2、高次谐波。主要是由导磁材料磁化曲线非线性引起，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响， 使激励电流与磁通波形不一致，产生了非正弦波（主要是三次谐波）磁通，从而在二次绕组中 感应出非正弦波的电动势。 3、减少零残电压的办法有：从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对称。采用相敏检 波电路。选用补偿电路。 三、所需单元和部件 差动变压器式电感传感器，音频振荡器，测微器，差动放大器，电桥。 四、有关旋钮的初始位置 音频振荡器的频率为 4KHz，Lv 输出幅度为峰峰 2V，差动放大器的增益旋钮旋至中间。 五、注意事项 1、音频振荡器的信号必须从 Lv 输出端输出。 2、差动变压器次级的两个线圈必须连接成差动形式（同名端相连）。 3、实验中，电桥平衡网络的电位器 Wa 和 Wd 的调整，是配合调整的。 4、实验中，为了便于观察，需要调整示波器的灵敏度。 5、由于补偿线路要求差动变压器输出必须悬浮，所以需用差动放大器将次级的双端输出转 换为单端输出，以便示波器观察。 六、实验内容 1、根据图 1.5 的电路结构，将差动变压器式电感传感器，音频振荡器，电桥平衡网络，差 动放大器和示波器连接起来，组成一个测量线路。将示波器探头接至差动放大器输出端。 第一通道 差动放大器 示波器 10KHz Vp-p2V R Wd Wa - + 图 1.5 差动变压器实验接线图 • •
2、转动测微器，振动圆平台处于（目测）水平位置，仔细转动测微器，使差动放大器的输出端输出的信号为最小。如果补偿效果不好，则可在电桥交流接口另外并联一个数μf的电容。3、调整电桥平衡网络的电位器Wa和Wd，使差动放大器的输出端输出的信号更小。（这时差动放大器的增益旋钮旋至最大）。七、实验设备1、CSY一10型传感器实验仪。2、双线示波器。八、仪器说明书见附录。九、实验报告1、指出本实验中，零点残余电压的补偿有那两个方面。2、示波器观察到差动放大器输出端的最小信号是什么波形，这说明波形中有什么分量。3、是否可以采用次级补偿线路来调零。1.2.6差动变压器式电感传感器静态位移性能研究一、实验目的了解差动变压器式电感传感器测量系统的组成和标定方法。二、所需单元和部件差动变压器式电感传感器，音频振荡器，测微器，V/F表，差动放大器，相敏检波器，移相器，低通滤波器，电桥。三、有关旋钮的初始位置音频振荡器的频率为5KHz，Lv输出幅度为峰峰值2V，V/F表置于20V档，差动放大器的增益旋钮旋至中间。四、注意事项1、音频振荡器的信号必须从Lv输出端输出。2、差动变压器次级的两个线圈必须连接成“差动”形式（同名端相连）。3、实验中，电桥平衡网络的电位器Wa和Wd的调整，是配合调整的。4、实验中，为了便于观察，需要调整示波器的灵敏度。5、系统标定需要调节电桥、移相器、衔铁三者之间位置，正确的调节方法是：把有关旋钮调在初始位置上，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，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。10
10 2、转动测微器，振动圆平台处于（目测）水平位置，仔细转动测微器，使差动放大器的输 出端输出的信号为最小。如果补偿效果不好，则可在电桥交流接口另外并联一个数μf 的电容。 3、调整电桥平衡网络的电位器 Wa 和 Wd，使差动放大器的输出端输出的信号更小。（这 时差动放大器的增益旋钮旋至最大）。 七、实验设备 1、CSY — 10 型传感器实验仪。 2、双线示波器。 八、仪器说明书 见附录。 九、实验报告 1、指出本实验中，零点残余电压的补偿有那两个方面。 2、示波器观察到差动放大器输出端的最小信号是什么波形，这说明波形中有什么分量。 3、是否可以采用次级补偿线路来调零。 1.2.6 差动变压器式电感传感器静态位移性能研究 一、实验目的 了解差动变压器式电感传感器测量系统的组成和标定方法。 二、所需单元和部件 差动变压器式电感传感器，音频振荡器，测微器，V/F 表，差动放大器，相敏检波器，移相 器，低通滤波器 ，电桥。 三、有关旋钮的初始位置 音频振荡器的频率为 5KHz ，Lv 输出幅度为峰峰值 2V，V/F 表置于 20V 档，差动放大器的 增益旋钮旋至中间。 四、注意事项 1、音频振荡器的信号必须从 Lv 输出端输出。 2、差动变压器次级的两个线圈必须连接成“差动”形式（同名端相连）。 3、实验中，电桥平衡网络的电位器 Wa 和 Wd 的调整，是配合调整的。 4、实验中，为了便于观察，需要调整示波器的灵敏度。 5、系统标定需要调节电桥、移相器、衔铁三者之间位置，正确的调节方法是：把有关旋钮 调在初始位置上，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，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
五、实验内容1、根据图1.6的电路结构，差动变压器式电感传感器，音频振荡器，电桥平衡网络，双线示波器，差动放大器，相敏检波器，移相器，低通滤波器，电压表连接起来，组成一个测量线路。将示波器探头分别接至差动放大器输出端和相敏检波器的输出端（这时，V/F表置于20V档）。移相器0°V音频相敏电压表振示波器检波器荡AC器差动放大器低通滤波器R电桥平衡网络差动变压器图1.6差动变压器实验接线图2、转动测微器，振动圆平台处于（目测）水平位置，仔细转动测微器，差动放大器的输出端输出的信号为最小。3、调整电桥平衡网络的电位器Wa和Wd，差动放大器的输出端输出的信号更小。这时差动放大器的增益旋钮旋至最大。3、再向上转动测微器2.0mm，使圆平台的自由端往上产生位移。4、调整移相器上的移相电位器，使得电压表显示最大。5、为减小相敏检波器输出端的两个半波的高低差异，需调整差动放大器的调零电位器。6、往下旋动测微器，圆平台的自由端产生位移，记下电压表显示的数值。每隔△Xmm记个数值，将所记数据填入下表，根据所得数据计算灵敏度S。S=△VI△X（式中△X为相应的平台端位移变化，△V为电压变化）。0.0X (mm)V (mV)六、实验设备1、CSY一10型传感器实验仪。2、双线示波器。七、仪器说明书见附录。11
11 五、实验内容 1、根据图 1.6 的电路结构，差动变压器式电感传感器，音频振荡器，电桥平衡网络，双线 示波器，差动放大器，相敏检波器，移相器，低通滤波器 ，电压表连接起来，组成一个测量线 路。将示波器探头分别接至差动放大器输出端和相敏检波器的输出端（这时，V/F 表置于 20V 档）。 2、转动测微器，振动圆平台处于（目测）水平位置，仔细转动测微器，差动放大器的输出 端输出的信号为最小。 3、调整电桥平衡网络的电位器 Wa 和 Wd，差动放大器的输出端输出的信号更小。这时差 动放大器的增益旋钮旋至最大。 3、再向上转动测微器 2.0mm，使圆平台的自由端往上产生位移。 4、调整移相器上的移相电位器，使得电压表显示最大。 5、为减小相敏检波器输出端的两个半波的高低差异，需调整差动放大器的调零电位器。 6、往下旋动测微器，圆平台的自由端产生位移，记下电压表显示的数值。每隔ΔXmm 记 一个数值，将所记数据填入下表，根据所得数据计算灵敏度 S。S = ΔV/ΔX（式中ΔX 为相应 的平台端位移变化，ΔV 为电压变化）。 X（mm） 0.0 V（mV） 六、实验设备 1、CSY — 10 型传感器实验仪。 2、双线示波器。 七、仪器说明书 见附录。 音 频 振 荡 器 Φ1 Φ2 电桥平衡网络 差动变压器 差动放大器 相敏 检波器 低通滤波器 电压表 示波器 移相器 0° Lv 图 1.6 差动变压器实验接线图 · + - R Wa Wd · ·
八、实验报告1、根据实验结果，作出V一X关系曲线2、在实验步骤5中，同时用示波器观察相敏检波器的输出端输出波形，是什么波形？3、移相在这里的作用是什么。1.2.7差动变压器式电感传感器幅频性能研究及应用一、实验目的了解差动变压器式电感传感器动态位移测量，幅频性能和工作情况。二、所需单元和部件差动变压器式电感传感器，音频振荡器，低频振荡器，V/F表，差动放大器，相敏检波器，移相器，低通滤波器，电桥。三、有关旋钮的初始位置音频振荡器的频率为5KHz，Lv输出幅度为峰峰2V，V/F表置于2KHz档，差动放大器的增益旋钮旋至中间，低频振荡器接入“激振I”。四、注意事项1、音频振荡器的信号必须从Lv输出端输出。2、差动变压器次级的两个线圈必须接成差动形式（同名端相连）。3、实验中，电桥平衡网络的电位器Wa和Wd的调整，是配合调整的。4、实验中，为了便于观察，需要调整示波器的灵敏度。五、实验内容1、根据图1.7A的电路结构，将差动变压器式电感传感器，音频振荡器，电桥平衡网络，双线示波器，差动放大器，相敏检波器，移相器，低通滤波器连接起来，组成一个测量线路。示波器探头分别接至差动放大器输出端和相敏检波器的输出端。移相器i0°02L音频相敏Wd电压表示波器振荡检波器器差动放大器低通滤波器R电桥平衡网络差动变压器图1.7A差动变压器实验接线图12
12 八、实验报告 1、根据实验结果，作出 V — X 关系曲线 2、在实验步骤 5 中，同时用示波器观察相敏检波器的输出端输出波形，是什么波形？ 3、移相在这里的作用是什么。 1.2.7 差动变压器式电感传感器幅频性能研究及应用 一、实验目的 了解差动变压器式电感传感器动态位移测量，幅频性能和工作情况。 二、所需单元和部件 差动变压器式电感传感器，音频振荡器，低频振荡器，V/F 表，差动放大器，相敏检波器， 移相器，低通滤波器 ，电桥。 三、有关旋钮的初始位置 音频振荡器的频率为 5KHz，Lv 输出幅度为峰峰 2V，V/F 表置于 2KHz 档，差动放大器的 增益旋钮旋至中间，低频振荡器接入“激振 I”。 四、注意事项 1、音频振荡器的信号必须从 Lv 输出端输出。 2、差动变压器次级的两个线圈必须接成差动形式（同名端相连）。 3、实验中，电桥平衡网络的电位器 Wa 和 Wd 的调整，是配合调整的。 4、实验中，为了便于观察，需要调整示波器的灵敏度。 五、实验内容 1、根据图 1.7A 的电路结构，将差动变压器式电感传感器，音频振荡器，电桥平衡网络， 双线示波器，差动放大器，相敏检波器，移相器，低通滤波器连接起来，组成一个测量线路。 示波器探头分别接至差动放大器输出端和相敏检波器的输出端。 音 频 振 荡 器 Φ1 Φ2 电桥平衡网络 差动变压器 差动放大器 相敏 检波器 低通滤波器 电压表 示波器 移相器 0° LV 图 1.7A 差动变压器实验接线图 · + - R Wa Wd · ·
2、转动测微器，振动圆平台中间的磁棒与测微头分离，测微头缩至测微器中，圆平台振动时不至于再被吸住（圆平台处于自由静止状态）。3、调整电桥平衡网络的电位器Wa和Wd，使差动放大器的输出端输出的信号最小。此时差动放大器的增益旋钮旋至最大。（若电桥平衡网络不过零，需要调整电感中磁棒的位置）。4、为减小相敏检波器输出端的两个半波的高低差异，需调整差动放大器的调零电位器。5、低频振荡器的幅度旋钮固定至某一位置，使圆平台产生上下振动。再调整电桥平衡网络的电位器Wa和Wd（这一步要反复地调），使差动放大器的输出端输出的调幅波信号中显示的残余电压最小。6、调整移相器上的移相电位器，使得相敏检波器输出端的波形如图1.7B所示（时基为小于等于30Hz的低频）。载波5KHz调幅波≤30HzF图1.7B相敏检波器波形图7、低频振荡器接入“激振I”，振动圆盘保持适当振幅。8、维持低频振荡器输出幅度不变，调节频率，调节时用频率表监测频率，再将示波器输入端改接，与低通滤波器输出端相连，读出峰峰值填入下表。F (Hz)Vo(P-P)六、实验设备1、CSY一10型传感器实验仪。2、双线示波器。七、仪器说明书见附录。八、实验报告1、根据实验结果，作出幅频特性曲线。13
13 2、转动测微器，振动圆平台中间的磁棒与测微头分离，测微头缩至测微器中，圆平台振动 时不至于再被吸住（圆平台处于自由静止状态）。 3、调整电桥平衡网络的电位器 Wa 和 Wd，使差动放大器的输出端输出的信号最小。此时 差动放大器的增益旋钮旋至最大。（若电桥平衡网络不过零，需要调整电感中磁棒的位置）。 4、为减小相敏检波器输出端的两个半波的高低差异，需调整差动放大器的调零电位器。 5、低频振荡器的幅度旋钮固定至某一位置，使圆平台产生上下振动。再调整电桥平衡网络 的电位器 Wa 和 Wd（这一步要反复地调），使差动放大器的输出端输出的调幅波信号中显示的 残余电压最小。 6、调整移相器上的移相电位器，使得相敏检波器输出端的波形如图 1.7B 所示（时基为小 于等于 30Hz 的低频）。 V F 7、低频振荡器接入“激振 I”，振动圆盘保持适当振幅。 8、维持低频振荡器输出幅度不变，调节频率，调节时用频率表监测频率，再将示波器输入 端改接，与低通滤波器输出端相连，读出峰峰值填入下表。 六、实验设备 1、CSY — 10 型传感器实验仪。 2、双线示波器。 七、仪器说明书 见附录。 八、实验报告 1、根据实验结果，作出幅频特性曲线。 F（Hz） VO（P – P） 载波5KHz 调幅波≤30Hz 图 1.7 B相敏检波器波形图