差动螺管式电感传感器位移、振幅测量实验

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差动螺管式电感传感器位移、振幅测量实验

电感传感器
电感式传感器是利用电磁感应原理使传感器线圈的电感（自感或互感）变化来检测非电
量（如位移、压力、流量、振动等物理量）的机电转化装置。
电感式传感器种类很多，这里只介绍其中的差动变压器（螺管）式、电涡流式两种。
差动变压器（螺管）式电感传感器
把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的互感传感器原理上类似变压器，不同的是前
者为开磁路，且其两个次级线圈绕组按差动方式工作，所以称差动变压器传感器（简称差动
变压器），在非电量测量中，螺管式差动变压器应用最多。
这种传感器结构简单，工作可靠，使用寿命长，能适应在较恶劣环境中工作。由于有良
好的性能和宽广的适用范围，使它在计量技术，工业生产及科学研究领域得到广泛的应用。
大多数电感传感器存在交流零位信号，自身频率响应低而不适用快速动态测量等缺点。
实验八 差动螺管式电感传感器位移、振幅测量
[实验目的]
1．了解螺管式差动变压器的结构、工作原理和基本特性。
2．掌握差动螺管式电感传感器静态位移测量和动态振幅测量的方法。
[实验原理]
1．螺管式差动变压器结构简介。
在图8-1 中，螺管式差动变压器主要由线圈组合，
活动衔铁和有机玻璃外壳三部分组成。它的线圈绕组 
排列方式为三节式（零点残余电压小），线圈包括初、 1-活动衔铁；2-外壳；3-骨架；4-匝数
次级线圈，以及线圈骨架（由绝缘材料做成圆柱形，要 为1
ω
的初级绕组；5-匝数为2a ω 的次
求高频损耗小，抗潮湿，温度膨胀系数小。）衔铁为圆 级绕组；6-匝数为2b ω 的次级绕组
柱形铁氧体铁芯，置于空心线圈中间；圆柱形有机玻璃 图8-1 螺线管式差动变压器结构外壳起机械保护作用。螺管式差动变压器适用较大行程（1-100mm）的位移测量。

 
[实验单元]
1．静态位移测量：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、测微头、示波器。
2．动态振幅测量：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、低频振荡器、激振线圈I、电压表、示波器。
[实验内容]
1．差动螺管式电感传感器位移测量。
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。次级两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。
差动变压器二个次级线圈组成差动状态，见图8-4 所示，
按图8-5 接线，音频振荡器LV 端做为恒流源供电，差动放大
器增益适度。差动变压器的两个线圈和电桥上的两个固定电
阻R 组成电桥的四个臂，电桥的作用是将电感量的变化转换成电
桥电压值的输出。

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