图3.6 差动变压器安装示意图
2．在模块上如图3.7接线，将音频振荡器信号从主控箱中的Lv端子输出，接在传感器的信号输入端子1、2上，调节音频振荡器的频率旋钮，输出频率为4～5kHz，调节幅度旋钮使输出幅度为Vp-p=4V左右(用示波器通道1进行测量，注意示波器接地端应与信号地相连）。将传感器输出端子3、4连接示波器通道2进行观测，当左右拉动传感器衔铁导杆时，通道2信号幅值和相位应有规律地变化。
图3.7 示波器与差动变压器连结示意图
3．将测微头旋至10mm处，测微头活动杆与传感器位移导杆相吸合，先粗调测微头的左右位置，使示波器第二通道显示的波形值Vp-p为最小，然后将测量支架顶部的镙钉拧紧，再按照固定方向旋动测微头，使示波器输出电压幅值为最小，即最小零点残余电压，记下该位置刻度及输出电压值。这时可以进行交流输出的静态位移测量实验。
假设其中一个方向为正位移，则另一方向为负位移。从Vp-p最小处开始旋动测微头，
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每隔0.2mm从示波器上读出电压Vp-p值并填入表3-1，再从Vp-p最小处反向旋转测微头，重复实验过程。
注意：1.在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。
2.测量过程中根据位移变化及时调节示波器的幅值灵敏度。
表3-1差动变压器位移ΔX值与输出电压Vp-p数据表
X -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 (mm) Vp-p (mV) min （ ） +0.2 +0.4 +0.6 +0.8 +1.0 +1.2 注：实验过程中差动变压器输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压。 （二）差动变压器零点残余电压补偿实验
1．按图3.6安装好差动变压器并按图3.8接线，实验模板R1、C1、Rw1、Rw2为电桥平衡网络。
图3.8 零点残余电压参数补偿电路
2．音频信号源从Lv端口输出，保持音频振荡器输出的电压幅度和频率与步骤（一）中一致。
3．调整螺旋测微头，使差动放大器输出电压最小，即找到差动变压器的零点残余电压点。
4．依次调整Rw1、Rw2进行桥路补偿，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，注意与第一通道激励电压波形相比较。分析此时产生零点残余电压的主要原因。
6．从示波器上观察并记录下差动变压器的零点残余电压值。(注：这时的零点残余电压是经放大后的零点残余电压)。
7．拆去R1、C1与电路的连线，观察并记录下示波器的信号值，比较一下与上述6的结果有什么不同？
（三）差动变压器的静态标定
预习要求：做此部分内容前需预习移相器和相敏检波器的电路原理和工作情况（实验八）
1.按图3.9接入移相器和相敏检波器。
2.从零点附近调节螺旋测微头使传感器产生一个较大位移，用示波器观察相敏检波器输出波形，调节移相电位器ＲW和相敏检波器电位器ＲW，使示波器显示为一均匀的正极性脉动或负极性脉动的全波整流波形，如图3.10。再将相敏检波器的输出端接主控台
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数显电压表，此时数显表会显示一最大值（正或负）
Vi移相器VoACL2L1*R1C1-Rw1Rw2+相敏检波低通滤波器主控台电压表L3*
图3.9 差动变压器静态标定实验线路
（a）正极性脉动的全波整流波形 (b)负极性脉动的全波整流波形
图3.10 相敏检波输出波形
5. 调整螺旋测微头，使电压表读数为零，即传感器回到位移零点（X=10.00mm）。 6. 旋转测微头每隔0.2mm记下数字电压表读数，并记入表2-2。
表2-2 X=10mm左右为零点
X(mm) -← 10mm →+ 0 V（V） （四）差动变压器的应用—振动测量实验
1．实验线路与图3.9相同，相敏检波器输出端接低通滤波器，低通滤波器输出端接示波器一个通道。
2. 将低频振荡器信号接入振动台，缓慢调节低频信号振动频率，使梁振幅最大，然后将低频振荡器幅度旋钮旋至最小。
3. 在静态标定基础上，将差动变压器传感器从位移测量台上取下按图3.11所示安装在振动台上，并用手按压振动台，不能使差动变压器的活动杆有卡死的现象，调整传感器连接支架高度，使数显电压表值基本为零（即铁芯处于线圈中间位置）。
4. 仔细调节低频振荡器的幅度旋钮使振动平台振动较为明显（输出波形不失真），用示波器上观察低通滤波器输出波形并读取电压峰-峰值。用频率表读出振动梁的固有频率(即示波器显示波形幅度最大时的激振信号频率)。
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图3.11 差动变压器振动测量安装图
5. 用示波器读取峰-峰电压值，记入表（3-3）。
表3-3
f(Hz) 测量值 Vp-p(V) 计算值 Xp-p(mm) f0 四、 实验仪器与设备
1. 差动变压器实验模板 一块 2. 移相/相敏波/滤波模板 一块 3. 螺旋测微头 一个 4. 差动变压器 一个 5. 音频振荡器 主控台 6. 直流稳压电源 主控台 7. 低频振荡器 主控台 8. 数显单元 主控台 9. 双踪示波器 一台 10. 振动台（2000型） 一个 五、 注意事项
1．低频激振电压幅值不要过大，以免梁在自振频率附近振幅过大。
2. 转动测微头时，动作要轻，旋转方向要一致，不能来回旋转调整，避免回程误差。 六、 创新和思考?
1. 通过线路补偿能否彻底消除差动变压器的零点残余电压？还有没有其它消除零点残余电压的方法？
2．试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？
3．经过补偿后的零点残余电压波形为什么不是很好的正弦波？
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4．用差动变压器测量较高频率的振幅，例如1KHz的振动幅度，可以吗？差动变压器测量频率的上限受到什么影响？
5．创新设计：试设计一种利用差动变压器测量加速度的装置。
七、实验与研究
1．差动变压器在测量位移中产生的非线性与什么因素有关？如何减小非线性误差？
2．差动变压器的输出灵敏度与什么因素有关？如何提高灵敏度？
八、实验报告要求?
1. 根据表3－1画出Vp-p—X曲线（注意：X-与X+时的Vp-p相位），指出线性工作范围，求出灵敏度S??V和非线性误差。 ?X2. 总结零点残余电压与输入电压的相位关系及铁芯从上至下变化时，初、次级波形的相位关系。?
3. 比较差动变压器补偿前后的零点残余电压。?
4. 根据表3－2的数据，绘制V0=f(x)曲线，求出灵敏度S??V。 ?X5. 根据表3－3的实验结果作出振动梁的幅频特性曲线，指出谐振频率，并与用电容传感器方式测出的结果相比较。
6.分析实验误差产生的原因
实验八 移相器和相敏检波器
一、 实验目的
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