华中科技大学电气12级检测技术实验报告.docx

电气学科大类
2012 级
《信号与控制综合实验》课程
实验报告
(基本实验三:检测技术基本实验)
姓名学号专业班号
同组者学号专业班号
指导教师肖霞
日期 2015年5月16日
实验成绩
评阅人
实验评分表
基本实验
实验编号名称/内容
实验分值
评分
实验二十二(1)相敏检波器工作原理
20
实验二十二(2)差动变压器性能检测
10
实验二十二(4)差动变压器的标定
30
设计性实验
实验名称/内容
实验分值
评分
PT100铂热电阻测温实验
40
创新性实验
实验名称/内容
实验分值
评分
教师评价意见
总分
目录
实验二十二差动变压器的标定 4
实验二十四 PT100铂热电阻测温实验14
心得与自我评价20
参考文献21
实验二十二差动变压器的标定
一、实验目的
理解相敏检波工作原理,掌握差动变压器的性能检测及零残电压补偿的方法和原理,学****差动变压测试系统的组成和标定方法。
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。初级线圈作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相同线圈反相串接而成,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。由于零残电压的存在会造成差动变压器零点附近的不灵敏区,电压经过放大器会使放大器末级趋向饱和,影响电路正常关系,因此必须采用适当的方法进行补偿。
造成零点残余电压的主要原因是:
1、一组两个传感器不完全对称,例如几何尺寸不对称、电气参数不对称及磁路参数不对称;
2、供电电源中有高次谐波分量,而电桥只能对基波分量较好的平衡;
3、供电电源很好但磁路本身存在非线性,如导磁材料磁化曲线的非线性使B中产生三次谐波分量。
减少零点残余电压的办法有:
1、从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对程;
2、采用相敏检波电路;
3、选用补偿电路。
相敏检波器工作原理:
图22-1 相敏检波器原理图
,图中1为输入信号端,2为交流参考电压输入端,3为输出端。4为直流参考电压输入端。5、6为整形电路将正弦信号转换成方波信号,使相敏检波器中的电子开关正常工作。当2、4端输入控制电压信号时,通过差动放大器的作用使D和J处于开关状态,从而把1端输入的正弦信号转换成半波整流信号。
三、实验设备
差动变压器、音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、
电压表、示波器、测微仪。
四、实验步骤
1、了解相敏检波器工作原理:
1)调节音频振荡器输出频率为 5KHZ,输出幅值 2V,将音频振荡器 00 端接相敏检波器的输入端①,相敏检波器的输出端③与低通滤波器的输入端连接,低通滤波器的输出端接数字电压表 20V。相敏检波器的交流参考电压输入端②分别接 00、1800,使相敏检波器的输入信号和交流参考电压分别同相或反相,用示波器观察相敏检波器输出端③的波形变化和电压表电压值变化。注意:此时差动放大器的增益要比较小,稍有增益即可,示波器的“触发”方式要选择正确。可以看出,当相敏检波器的输入信号和交流参考信号同相时,输出为正极性的全波整流信号,电压表只是正极性方向最大值,反之,则输出负极性的全
波整流波形,电压表指示负极性的最大值。记录下观察到的各种情况波形及电压值;
2)用示波器两通道观察相敏检测器⑤⑥的波形并记录下观察到的波形。可以看出,相敏检波器中整形电路的作用是将输入的正弦波转换成方波,使相敏检波器中的电子开关能正常工作。
2、差动变压器性能检测:
图22-2 差动变压器性能检测电路原理图
1)按下图接线,差动变压器初级线圈必须从音频振荡器 LV 端功率输出;
2)音频振荡器输出频率 5KHz,输出值 VP-P 值 2V;
3)用手提变压器磁芯,观察示波器第二通道的波形是否能过零翻转,以判断两个次级线圈的联接方式,如不能过零翻转,则需改变两个次级线圈的串接端,使两个次级线圈反向串联;
3、差动变压器的标定:
图22-3 差动变压器的标定电路图
1、按上图接线,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,移相器,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,用电压表和示波器观察系统输出是否正负对称。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。注意:示波器CH1、CH2通道分别接入相敏检波器1、2端口,用手将衔铁位置压到最低,调节电桥、移相器,当CH1、CH2所观察到的波形正好同相或反相时,则系统输出可做到正负对称;
4、旋