实验六 差动变压器零点残余电压测定及补偿
一、实验目的
了解差动变压零点残余电压组成及其补偿方法。 二、基本原理
由于差动变压器阻抗是一个复数阻抗，有感抗也有阻抗，为了达到电桥平衡，就要求线圈的电阻R相等，两线圈的电感L相等。实际上，这种情况是难以精确达到的，就是说不易达到电桥的绝对平衡。在零点有一个最小的输出电压，一般把这个最小的输出电压称为零点残余电压，如果零点残余电压过大，会使灵敏度下降，非线性误差增大，甚至造成放大器末级趋于饱和，致使仪器电路不能正常工作。造成零残电压的原因，总的来说，是两电感线圈的等效参数不对称造成的。包括差动变压器二只次级线圈的等效参数不对称，初级线圈的纵向排列的不均匀性，二次级的不均匀、不一致，铁芯B－H特性的非线性等。 三、需用器件与单元
信号源、测微头、差动变压器、传感器调理电路挂件、虚拟示波器、传感器实验箱（一）。
四、实验内容与步骤
1．按图7－1接线，音频信号源从主控箱输出，实验模板上R1 、C1 、RW1 、RW2
为电桥单元中调平衡网络。
图7-1 零点残余电压补偿电路之一
2． 利用虚拟示波器调整音频振荡器输出为2V峰-峰值。 3． 调整测微头，使差动放大器输出电压最小。 4． 依次调整Rw1、Rw2，使输出电压降至最小。
5． 将第二通道的灵敏度提高，观察零点残余电压的波形，注意与激励电压相比较。 6． 从虚拟示波器上观察，差动变压器的零点残余电压值（峰-峰值）。（注：这时的
零点残余电压是经放大后的零点残余电压）。
五、实验注意事项
1．在做实验前，应先用示波器监测差动变压器激励信号的幅度，使之为Vp-p值为2V，不能太大，否则差动变压器发热严重，影响其性能，甚至烧毁线圈。
2．模块上L2、L3线圈旁边的“*”表示两线圈的同名端。
图7-2 零点残余电压补偿电路之二
六、思考题
1．请分析经过补偿后的零点残余电压波形。 2．本实验也可用图7-2所示的电路，请分析原理。 七、实验报告要求
1．分析产生零点残余电压的原因，对差动变压器的性能有哪些不利影响。用哪些方法可以减小零点残余电压。
2．归纳总结前两种补偿电路的优缺点。
实验七 激励频率对差动变压器特性的影响
一、实验目的
了解激励频率对差动变压器输出的影响。 二、基本原理
差动变压器的输出电压的有效值可以近似用关系式： U0??(M1?M2)UiR??L2P22P
表示，式中LP、RP为初级线圈电感和损耗电阻，Ui、ω为激励电压和频率，M1、M2为初级与两次级间互感系数，由关系式可以看出，当初级线圈激励频率太低时，若RP2＞ω
2L2，则输出电压P
Uo受频率变动影响较大，且灵敏度较低，只有当ω2LP2＞＞RP2时输出
Uo与ω无关，当然ω过高会使线圈寄生电容增大，对性能稳定不利。 三、需用器件与单元
传感器实验箱（一）、传感器调理电路挂件、测微头、虚拟示波器、差动变压器、信号源、±15V直流电源。 四、实验步骤
1．将差动变压器安装在差动变压器实验模板上。 2．按图7-1连接好线。
3．选择音频信号输出频率为1KHz输出，（可用主控台的频率计显示频率）移动铁芯至中间位置即输出信号最小时的位置，调节Rw1 、Rw2使输出变得更小。
4．用示波器监视第二通道，旋动测微头，向左（或右）旋到离中心位置2.50mm处，有较大的输出。将测试结果记入表8-1。
5．分别改变激励频率为1KHZ—9KHZ，幅值不变将测试结果记入下表8-1中。 表8-1不同激励频率时输出电压（峰－峰值）的关系。 f(Hz) 1KHz 2KHz 3KHz 4KHz 5KHz 6KHz 7KHz 8KHz 9KHz Vop-p(V) 五、实验注意事项
1．在做实验前，应先用示波器监测差动变压器激励信号的幅度，使Vp-p值为2V，不能太大，否则差动变压器发热严重，影响其性能，甚至烧毁线圈。
2．模块上L2、L3线圈旁边的“*”表示两线圈的同名端。 3．传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。 六、思考题
1．提高激励频率有哪些优点？但是过高的激励频率又会带来哪些不利因素？应怎样确定激励频率。
2．若用差动变压器式传感器测量振动，测量的频率受什么限制？ 七、实验报告要求
6．作出幅频特性曲线。
1．根据实验所得的数据作出传感器的幅频特性曲线。 2．归纳总结正确选择激励信号的幅度和频率的特点。