实验十五 差动变压器的应用

一、实验目的：了解差动变压器测量振动的方法。

二、基本原理：由实验十一（差动变压器性能实验）基本原理可知，当差动变压器的衔铁

连接杆与被测体接触连接时就能检测到被测体的位移变化或振动。

三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流

稳压电源、音频振荡器、低频振荡器；差动变压器、差动变压器实验模板、移相器/相敏检波器/滤波器模板；振动源、双踪示波器。

四、实验步骤：

1、相敏检波器电路调试：参见实验十四中的步骤1及图14—2。

2、将差动变压器卡在传感器安装支架的U型槽上并拧紧差动变压器的夹紧螺母，再安装到振动源的升降杆上，如图15所示。调整传感器安装支架使差动变压器的衔铁连杆与振动台接触，再调节升降杆使差动变压器衔铁大约处于L1初级线圈的中点位置。

图15 差动变压器振动测量安装、接线图

2、将音频振荡器和低频振荡器的幅度电位器逆时针轻轻转到底（幅度最小），按图15接线，并调整好有关部分，调整如下：（1）检查接线无误后，合上主机箱电源开关，用示波器CH1通道监测音频振荡器LV的频率和幅值，调节音频振荡器的频率、幅度旋钮使LV输出4kHz～5kHz左右、Vop-p=2V。（2）用示波器CH2通道观察相敏检波器输出(图中低通滤波器输出中接的示波器改接到相敏检波器输出)，用手往下按住振动平台（让传感器产生一

个大位移）仔细调节移相器的移相电位器钮，使示波器显示的波形为一个接近全波整流波形。（3）手离开振动台，调节升降杆(松开锁紧螺钉转动升降杆的铜套)的高度，使示波器显示的波形幅值为最小。（4）仔细调节差动变压器实验模板的RW1和RW2(交替调节)使示波器（相敏检波器输出）显示的波形幅值更小，趋于一条接近零点线（否则再调节RW1和RW2）。（5）调节低频振荡器幅度旋钮和频率（8Hz左右）旋钮，使振动平台振荡较为明显。用示波器观察相敏检波器的输入、输出波形及低通滤波器的输出波形 。3、定性地作出相敏检波器的输入、输出及低通滤波器的输出波形。实验完毕，关闭主机箱电源。

五、实验波形：

相敏检波器输入输出：

可见频率翻倍，与理论一致

经过相敏检波器后，包络的波形的负半部分被滤除，但由于实际操作仍有一定误差，所以难以完全去除。

滤波后：

通过低通滤波器后，高频波基本被滤除，尖刺是混入杂波所致

六、实验总结：此次实验要想获得理想波形的关键在于调节移相器。如果移相器调

节的不是很好，相敏检波器就无法检出需要的波形，最终获得的图像也会有很多尖刺，意味着混进了杂波。