（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。

X（mm) Vo(p-p) 5mm 4.8mm 4.6mm ? 0.2mm 0mm -0.2mm ? -4.8mm -5mm

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？ 注意：示波器第二通道为悬浮工作状态。

实验十二 差动变压器（互感式）零残余电压的补偿

实验目的：说明如何用适当的网络线路对残余电压进行补偿。 实验原理：零残电压中主要包含两种波形成份：

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，线圈中线间电容的存在，都使得激励电流所产生的磁通不同相。

2、高次谐波。主要是由导磁材料化曲线非线性引起，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。 减少零残电压的办法有：（1）从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对称； （2）采用相敏检波电路；（3）选用补偿电路。 所需单元及部件：

音频振荡器、测微头、电桥、差动变压器、差动放大器、双踪示波器、振动平台、主、副电源。

有关旋钮的初始位置：

音频振荡器4KHz-8KHz 之间，双踪示波器第一通道灵敏度500 mV/div，第二通道灵敏度1V/div，触发选择打到第一通道，差动放大器的增益旋到最大。 实验步骤：

图 12

（1）按图12接线，音频振荡必须从LV插口输出，W1、W2、C、r，为电桥单元中调平衡网络。

（2）开启主、副电源，利用示波器，调整音频振荡器幅度钮使示波器一通道显示出为2V峰—峰值。调节音频振荡器频率，使示波器二通道波形不失真。 （3）调整测微头，使差动放大器输出电压最小。

（4）依次调整W1、W2，使输出电压进一步减小，必要时重新调节测微头，尽量使输出电压最小。

（5）将二通道的灵敏度提高，观察零点残余电压的波形，注意与激励电压波开相比较。经过补偿后的残余电压波形：为 波形，这说明波形中有 分量。 （6）将经过补偿后的残余电压与实验十未经补偿残余电压相比较。 （7）实验完毕后，关闭主、副电源。 注意事项： （1）由于该补偿线路要求差动变压器的输出必须悬浮。因此次级输出波形难以用一般示波器来看，要用差动放大器使双端输出转换为单端输出。 （2）音频信号必须从LV端插口引出。 思考：

本实验也可把电桥平衡网络搬到次级线圈上进行零点残余电压补偿。

实验十三 差动变压器（互感式）的标定

实验目的：了解差动变压器测量系统的组成和标定方法

所需单元及部件：音频振荡器、差动放大器、差动变压器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、测微头、电桥、F/V表、示波器、主、副电源。 有关旋钮初始位置： 音频振荡4KHz-8KHz，差动放大器的增益打到最大，F/V表置2V档，主、副电源关闭。 实验步骤：

（1）按图13接好线路。

（2）装上测微头，上下调整使差动变压器铁芯处于线圈中段位置。

（3）开启主、副电源，利用示波器，调整音频振荡器幅度旋钮，使激励电压幅峰峰值为2V。

（4）利用示波器和电压表，调整各调零及平衡电位器，使电压表指示为零。

（5）给梁一个较大的位移，调整移相器，使电压表指数为最大，同时可用示波器观察相敏检波器的输出波形。

（6）旋转测微头，每隔0.1mm读数记录实验数据，填入下表，作出V-X曲线，并求出灵敏度。 X(mm) V(mV) 实验十四 差动变压器（互感式）的应用—振幅测量之二

实验目的：了解差动变压器的实际应用。

所需单元及部件：音频振荡器音频振荡器、差动放大器、差动变压器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、激振器、测微头、电桥、F/V表、示波器、主、副电源。 有关旋钮初始位置：

音频振荡4KHz-8KHz，差动放大器增益最大，低频振荡器频率钮置最小，幅度旋钮置中。

实验步骤：

（1）按图13接线，调节测微头远离振动台（不用测微头）将低频振荡器输出Vo接入激振振动台线圈一端，线圈另一端接地，开启主副电源，调节低频振荡器幅度钮置中，频率从最小慢慢调大，让振动台起振并幅度适中（如振动幅度太小可调大幅度旋钮）。 （2）将音频钮置5KHz，幅度钮置2Vp-p。用示波器观察各单元即：差放、检波、低通输出的波形（示波器X轴扫描为5-10ms/div,Y轴CH1或CH2旋钮打到0.2-2V）。 （3）保持低频振荡器幅度不变，调节低频振荡器的频率，用示波器观察低滤波器的输出，读出峰-峰电压值记下实验数据填入下表： F(Hz) 3 Vp-p(V) 4 5 6 7 8 10 12 20 25 根据实验结果作出梁的振幅—频率（幅频）特性曲线，指出振动平台自振频率（谐振频率）的大致值，并与用应变片测出实验（实验九）的结果相比较。 实验完毕，关闭主、副电源。 注意事项：

适当选择低频激振电压，以免振动平台在自振频率附近振幅过大。

实验十五 差动变压器（互感式）的应用—电子秤之二

实验目的：了解差动变压器的实际应用。 所需单元及部件：

音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、Ｆ／Ｖ表、电桥、砝码、振动平台、主、副电源。 有关旋钮初始位置：

音频振荡器5KHz、F/V表打到2V档。 实验步骤：

（1）按图13接线，开启主、副电源，利用示波器观察调节音频振荡器的幅度钮，使音频振荡器的输出为峰一峰值2V。

（2）将测量系统调零（与实验十（3）的步骤相同）。

（3）适当调整差动放大器的放大倍数，使在秤生平台上放上数量的砝码时电压表指示不溢出。

（4）去掉砝码，必要的话将系统重新调零。然后逐个加上砝码，读出表头读数，记下实验数据，填入下表： Wp Vp-p(V) （5）去掉砝码，在平台上放一个重量未知的重物，记下电压表读数。关闭主、副电源。

（6）利用所得数据，求得系统灵敏度及重物的重量。 注意事项：

（1）砝码不宜太重，以免梁端位移过大。

（2）砝码应放在平台中间部位，为使操作方便，可将测头卸掉。

实验十六 差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能

实验目的：了解差动螺管式传感器的原理

实验原理：利用差动变压器的两个次级线圈和衔铁组成。衔铁和线圈的相对位置变化引起螺管线圈电感值的变化。次级二个线圈必须呈差动状态连接，当衔铁移动时将使一个线圈电感增加，而另一个线圈电感减小。

所需单元及部件：音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低频滤波器、电压表、测微头、示波器、差动变压器二组次级线圈与铁芯、主、副电源。 有关旋钮的初使位置：

音频振荡器5KHz，幅度旋到适中位置，差动放大器增益适当，主、副电源关闭。 实验步骤：

（1）按图16接线，组成一个电感电桥测量系统。 （2）装上测微头，调整铁芯到中间位置。

（3）开启主、副电源，音频振荡器频率置5-8KHz之间，以差放输出波形不失真为好，音频幅度为2Vp-p。用类似于实验七（3）的方法，利用示波器和电压表，调整各平衡及调零旋钮，使F/V表读数为零（F/V表始终调不到零，说明差动变压器的铁芯不处在中间位置，可适当调节测微头）。

（6）转动测微头，同时记下实验数据，填入下表：（建议每隔0.20mm读数） 位移 （mm） 电压 （mV） 作出V-X曲线，计算出灵敏度，比较此实验与试验十三的异同。关闭主、副电源。 注意事项：

（1）此实验只用原差动变压器的两次线圈，注意接法。 （2）音频振荡器必须从LV插口输出。

实验十七 差动螺管式（自感式）传感器的振幅测量

实验目的：了解差动螺管式电感传感器能作为较大振幅的汇聚测量

所需单元和部件：差动螺管式电感传感器、音频振荡器、电桥、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、F/V表、低频振荡器、双踪示波器、振动平台。 有关旋钮的初始位置：

音频振荡器频率为5KHz，LV输出幅度为峰峰值2V，差动放大器的增益旋钮旋至中间，F/V表置于2KHz档，低频振荡器的幅度旋钮置于最小。 注意事项：

(1)音频振荡器信号必须从LV输出端输出。

（2）差动螺管式电感的两个线圈注意接法。

（3）实验中，电桥平衡网络的电位器W1和W2要配合调整。 （4）实验中，为了便于观察，需要调整示波器的灵敏度。 实验步骤：

（1）根据图16的结构将差动螺管式传感器，音频振荡器，电桥平衡网络，差动放大器，相敏检波器、移相、低通滤波器连接起来，组成一个测量电路，将示波器探头分别接至差动放大器的输出端和相敏检波器的输出端。 （2）转动测微头，脱离振动平台并远离，（使振动台振动时不至于再被吸住，这时振动平台处于自由静止状态）开启主、副电源。

（3）调整电桥平衡网络的电位器W1和W2，使差动放大器的输出端输出阻的信号最小，这时差动放在器的增益旋钮旋至最大。（如果电桥平衡网络调整不过零，则需要调整电感中铁芯上下的位置）

（4）为了使相敏检波器输出端的两个半波的基准一致，可调整 差动放大器的调零电位器。将低频振荡器输出接入激振线圈。 （5）调节低频振荡器的频率旋钮、幅度旋钮固定至某一位置 使梁产生上下振动。