1.实验目的

（1）了解差分变压器的工作原理和特性。

（2）了解三段式差分变压器的结构。

2.实验原理

差分变压器由一只初级线圈和两只次级线圈及铁芯组成，根据内、外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。当传感器随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化，促使次级线圈感应电动势产生变化，一只感应电动势增加，另一只感应电动势则减少，将两只次级线圈反向串接，即同名端接在一起，就引出差动输出，其输出电动势则反映出被测体的位移量。

3.实验器件与单元

差分变压器实验模板、测微头、双线示波器、差分变压器、音频信号源。

4.实验内容与步骤

（1）将差分变压器及测微头安装在差分变压器实验模板上。

（2）将传感器的引线插头插入实验模板的插座中，在模板上按图4-22接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的音频振荡器的端子（正相或反相）输出，调节音频振荡器的频率，使输出电压的频率为4～5kHz（可用主控箱的频率计来监测）。调节输出电压的峰-峰值Up－p＝2V（可用示波器监测）。

（3）旋动测微头，使示波器第二通道显示的峰-峰值Up－p为最小，这时可以左、右位移，假设其中一个方向为正位移，另一个方向为负位移，从Up－p最小处开始旋动测微头，每0.2mm从示波器上读出Up－p值，填入表4-1；再从Up－p最小处做反向位移实验。在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。

图4-22　双踪示波器与差分变压器连接示意图(www.daowen.com)

表4-1　差分变压器位移x值与输出电压U数据表

（4）实验过程中注意差动变压器输出的最小值，即差动变压器的零点残余电压的大小，根据表4-1画出Uop－p—x曲线，求出量程为±1mm、±3mm的灵敏度和非线性误差。

5.实验注意事项

（1）在做实验前，应先用示波器监测差分变压器激励信号的幅度，使Up－p值为4V，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）模块上线圈L2、L3旁边的“*”表示两线圈的同名端。

6.思考题

（1）用差分变压器测量较高频率的振幅，例如，1kHz的振幅，可以吗?差分变压器测量频率的上限受什么影响?

（2）试分析差分变压器与一般电源变压器的异同。

7.实验报告要求

（1）根据实验测得的数据，绘制出测微头左移和右移时传感器的特性曲线。

（2）分析产生非线性误差的原因。