因而差動變壓器輸出電壓為零課件

1、傳感與檢測技術項 目 三項目三 電感式傳感器的應用一差動變壓器在位移檢測中的應用二電渦流傳感器在轉速檢測中的應用任務一 差動變壓器在位移檢測中的應用 任務書 數控機床加工了一批工件，要對工件尺寸進行檢測是否達到加工要求的精度，可以使用電感式傳感器構成測微儀進行檢測。工件的尺寸變化將引起電感測微儀的測微頭位移發(fā)生變化，所以電感測微儀可以看做是一個測量位移的電感式傳感器。 直流差動變壓器式角位移傳感器 - RVIT-15-120I角位移傳感器TD系列線性差動變壓器式位移傳感器 一、差動變壓器 差動變壓器結構原理圖 1-一次繞組 2-二次繞組 3-銜鐵 4-頂桿 當一次線圈加入激勵電源后，其二次線圈

2、會產生感應電動勢。當銜鐵處于中間位置，互感系數相等，兩個線圈的互感相等 。兩個二次繞組反向串聯(lián)，因而差動變壓器輸出電壓為零。當銜鐵隨被測量移動而偏離中間位置時，互感系數不等，兩個線圈的電感一個增加，一個減少，形成差動式形式，因此M1、 M2不再相等，經測量電路轉換成一定的輸出電壓值。銜鐵移動方向不同，輸出電壓的極性也不同。 差動變壓器輸出特性采用相敏檢波電路和差動整流電路辨別被測物體的移動方向。1.認識本任務所需設備二、差動變壓器在位移檢測中的應用2差動變壓器測量微小位移的工作原理 差動變壓器由一個一次繞組和兩只二級繞組及一個鐵芯組成。鐵芯連接被測物體，移動繞組中的鐵芯，由于一級繞組和二級繞組

3、之間的互感發(fā)生變化促使二級繞組的感應電動勢發(fā)生變化，一個感應電動勢增加，另一個感應電動勢則減小，將兩個二級繞組反向串接（本訓練中同名端連接）引出差動輸出。輸出電壓的變化反映了被測物體的移動量。1根據圖12-1將差動變壓器安裝在差動變壓器實驗模塊上。差動變壓器安裝圖 2將傳感器引線插頭插入實驗模塊的插座中，音頻信號由信號源的“Us100”處輸出，打開實驗臺電源，調節(jié)音頻信號的頻率和幅度（用示波器監(jiān)測），使輸出信號頻率為4-5KHz，幅度為Vp-p=2V，按圖12-2接線（1、2接音頻信號，3、4為差動變壓器輸出，接放大器輸入端）。3用示波器觀測Uo的輸出，旋動測微頭，使上位機觀測到的波形峰峰值V

4、p-p為最小，這時可以左右位移，假設其中一個方向為正位移，另一個方向位稱為負，從Vp-p最小開始旋動測微頭，每隔0.2mm從上位機上讀出輸出電壓Vp-p值，填入下表，再從Vp-p最小處反向位移做實驗，在實驗過程中，注意左、右位移時，初、次級波形的相位關系。4實驗結束后，關閉實驗臺電源，整理好實驗設備 Vp-p(mV)X(mm)1.認識本任務所需設備三、拓展與訓練（1）將差動變壓器安裝在差動變壓器實驗模塊上，并且將傳感器引線插頭插入實驗模塊的插座中。按照圖3-28接線，將相敏檢波電路接入。圖3-28 帶相敏檢波電路的差動變壓器系統(tǒng)接線圖（2）檢查連線無誤后，打開實驗臺電源，調節(jié)信號源輸出頻率，使

5、二次繞組波形不失真，用手將中間鐵芯移至最左端，然后調節(jié)移相器，使移相器的輸入輸出波形正好是同相或反相時，將鐵心重新安裝到位移裝置上，用測微頭將鐵芯置于線圈中部，用示波器觀察差分放大器輸出最小，調節(jié)電橋Rw1、Rw2電位器使系統(tǒng)輸出電壓為零。（3）用測微頭分別帶動鐵芯向左和向右移動1mm，每位移0.2mm記錄一電壓值并填入表3-2中。 （4）實驗結束后，關閉實驗臺電源，整理好實驗設備。位移mm電壓V傳感器與檢測技術項 目 三項目三 電感式傳感器的應用一差動變壓器在位移檢測中的應用二電渦流傳感器在轉速檢測中的應用任務書對某機床上傳動的齒輪進行轉速檢測，對于金屬類的旋轉物體通?？梢赃x擇電渦流傳感器，

6、這種傳感器適用于檢測金屬物體，測量精度高。任務二 電渦流傳感器在轉速檢測中的應用2022/8/718 當電渦流線圈與金屬板的距離x 減小時，電渦流線圈的等效電感L 減小，等效電阻R 增大。感抗XL 的變化比 R 的變化 大 得 多，流過電渦流線圈的電流 i1 增大。 電渦流效應2022/8/719 集膚效應與激勵源頻率f、工件的電導率、磁導率等有關。頻率f越高，電渦流的滲透的深度就越淺，集膚效應越嚴重。 當高頻（100kHz左右）信號源產生的高頻電壓施加到一個靠近金屬導體附近的電感線圈L1時，將產生高頻磁場H1。如被測導體置于該交變磁場范圍之內時，被測導體就產生電渦流i2。i2在金屬導體的縱深

7、方向并不是均勻分布的，而只集中在金屬導體的表面，這稱為集膚效應（也稱趨膚效應）。 電渦流線圈受電渦流影響時的等效阻抗Z的函數表達式為： Z=R+jL=f（i1、f、r、x）集膚效應2022/8/720 檢測深度的控制：由于存在集膚效應，電渦流只能檢測導體表面的各種物理參數。改變f，可控制檢測深度。激勵源頻率一般設定在100kHz1MHz。頻率越低，檢測深度越深。 間距x的測量：如果控制上式中的i1、f、r不變，電渦流線圈的阻抗Z就成為間距x的單值函數，這樣就成為非接觸地測量位移的傳感器。 多種用途：如果控制x、i1、f不變，就可以用來檢測與表面電導率有關的表面溫度、表面裂紋等參數，或者用來檢測

8、與材料磁導率有關的材料型號、表面硬度等參數。 等效阻抗與非電量的測量 2022/8/721 1電渦流線圈 2探頭殼體 3殼體上的位置調節(jié)螺紋 4印制線路板 5夾持螺母 6電源指示燈 7閾值指示燈 8輸出屏蔽電纜線 9電纜插頭 電渦流探頭內部結構1.認識本任務中的傳感器技能訓練：電渦流傳感器在轉速檢測中的應用 轉動源上的直流電機帶動轉動盤旋轉，轉動盤邊緣均勻12個小孔，其中6個孔是空的，6個孔是塞入小磁鐵的，并且空孔和小磁鐵間隔分布，當空孔經過電渦流傳感器下方時，電渦流傳感器模塊輸出電壓較高（高電平），當小磁鐵經過電渦流傳感器時，電渦流傳感器模塊輸出電壓較低（低電平），形成一個脈沖信號，轉動盤轉

9、動一圈，共輸出六個脈沖信號。將脈沖信號送入頻率/轉速計計數顯示。轉速與脈沖信號頻率之間的關系。2.測速原理驅動電壓(V)4v6v8v10v12v16v20v24v轉速(rpm)（1）電渦流傳感器安裝到轉動源傳感器支架上，引出線接電渦流傳感器實驗模塊，使電渦流傳感器距離直流電機帶動轉動盤上的檢測點（小磁鐵）2-3mm。 （2）將電渦流傳感器模塊的輸出接至頻率/轉速計，頻率/轉速計選擇“轉速”輸出。（3）將直流電源接至轉動源的直流輸入端，將直流電源選擇開關撥至+4V，合上主控臺電源。 直流電機帶動轉動盤開始旋轉，頻率/轉速計讀數從零開始上升；（4）將直流電機轉速穩(wěn)定之后，觀察頻率/轉速計的讀數。待

10、頻率/轉速計讀數保持穩(wěn)定，將轉速值填入表中。（5）將直流電源選擇開關撥至+6V，直流電機轉速穩(wěn)定之后，記錄頻率/轉速計的讀數。（6）將直流電源選擇開關撥至+8V、+10V、12V（6）、16V（8）、20V（10）、24V，直流電機轉速穩(wěn)定之后，記錄頻率/轉速計的讀數。表3-4 不同驅動電壓下的電機轉速（7）實驗結束后，關閉實驗臺電源，整理好實驗設備。3.訓練步驟1.認識本任務中設備拓展與練習二. 電渦流傳感器檢測位移的工作原理電渦流傳感器的線圈阻抗與金屬導體到電渦流線圈的距離X有關。保持 i1、 f、r 不變，則Z=f（x），電渦流線圈的阻抗只和金屬導體和電渦流線圈之間的位移成正比。3.訓練步驟（1）按圖3-38安裝電渦流傳感器。（2）在測微頭端部裝上鐵質金屬圓盤，作為電渦流傳感器的被測體。調節(jié)測微頭，使鐵質金屬圓盤的平面貼到電渦流傳感器的探測端，固定測微頭。（3）按圖3-39所