表8-1
Vip-p(V) 0.5 Vo(V) 1 2 3 4 8 16 用示波器比较：相敏检波器输入Vi2与输出Vo2的波形，分析当输入信号Vi2与参考信号AC同相时为什么会产生上面的波形。
（7）关闭主副电源，根据图8-4的电路重新接线，将音频振荡器的信号从0°端输出至相敏检波器的输入端①，将从180°输出端输出接至移相器的输入端，把移相器输出端接至相敏检波器的参考输入端②AC端，把示波器的两个探头分别接到移相器的输入端①和输出端③，同时与低通滤波器输入端连接起来，将低通滤波器输出端与输入端连接起来，组成测量线路。
图8-4
（8）开启主控台电源，转动移相器上的移相电位器，观察并比较示波器的显示波形及电压表的读数Vo，使得输出最大。
（9）调整音频振荡器的输出幅度（Vp-p），同时记录电压表的读数，填入表8-2。
表8-2
Vip-p(V) 0.5 Vo(V) 1 2 3 4 8 16 五、思考题
（1）根据实验结果，可以知道相敏检波器的作用是什么？移相器在实验线路中的作用是什么？（即参考端输入波形相位的作用）
（2）在完成第六步骤后，将示波器两探头分别接至相敏检波器的输入端①和附加观察端⑤和⑥，分别观察⑤和⑥端波形后回答相敏检波器中的整形电路是将什么波转换成什么波，相位如何？起什么作用?
（3）当相敏检波器的输入与开关信号同相时，输出是什么极性的什么波，电压表的读数是什么极性的最大值。
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实验九 交流全桥的应用——振动测量实验
（交流信号激励的称重传感器）
一、实验目的：了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。称重传感器使用时也可以用交流激励，通过此实验验证交流激励较之直流激励可以使传感器提高抗干扰性和稳定性。
二、基本原理：对于交流应变信号用交流电桥测量时，桥路输出的波形为一调制波，不能直接显示其应变值，只有通过移相检波和滤波电路后才能得到变化的应变信号，此信号可以从示波器读得。
三、需用器件与单元：音频振荡器、万用表(自备)、应变式传感实验模板、应变式传感器、移相器、相敏检波器模板、低通滤波器、双踪示波器、砝码、±15V电源。
四、实验步骤：
1、开启主机电源，按以下实验方式调节各部电路，使系统输出为零。 1）将音频振荡器置5KHz，幅度关至最小，差动放大器增益旋至最大。
2）差动放大器调整零点：将差动放大器（+）、（-）输入端与地短接，输出端与电压表输入端相连，开启电源后调差放的调零旋钮使电压表显示为零，再细调差放的调零旋钮使电压表显示为零，然后关闭电源。
3）按图9-1接线，连接主机与实验模块电源线，连接称重传感器与信号源、差动放大器、移相器、相敏检波器模板、低通滤波器、电压表、交流电桥调平衡电路及系统，。图中R1、R2、R3、R4为应变片；R8、Rw1、C、Rw2为交流电桥调平衡网络。检查接线无误后，合上主控台电源开关，电桥交流激励必须从Lv输出口引入，音频振荡器幅度旋钮旋至中间位置。 4）将音频振荡器的频率调节到5KHZ左右，幅度旋至中间幅度。调节电桥网络中Rw1和Rw2，使电压表和示波器显示最小。细调Rw1和Rw2及差动放大器调零旋钮，使电压表的显示最小，示波器的波形大致为一条水平线（电压表的显示值与示波器图形不完全相符时两者兼顾即可）。再用手极轻地按住双孔悬臂梁称重传感器托盘的中间，产生一个极小的位移，调节移相器的移相器的一项旋钮，使示波器显示全波检波的图形。放手后，示波器的波形基本上形成一条直线。
2、依次在称重盘上放上砝码，记录W（重量）、V（电压）值，填入表9-1。 表9-1 W（克） V（mv）
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图9-1 应变片振动测量实验接线图
作出W- V曲线，计算灵敏度，并与直流激励的称重系统进行比较。 3、取走砝码，放上未知重量的物品，根据W- V曲线大致确定物品重量
小结：电阻应变式传感器从1938年开始使用到目前，仍然是当前称重测力的主要工具，电阻应变式传感器最高精度可达万分之一甚至更高，除电阻应变片、丝直接用以测量机械、仪器及工程结构等的应变外，主要是与种种形式的弹性体相配合，组成各种传感器和测试系统。如称重、压力扭矩、位移、加速度等传感器，常见的应用场合如各种商用电子称、皮带称、吊钩称、高炉配料系统、汽车衡、轨道衡等。
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实验十 差动变压器的性能实验
一、实验目的：了解差动变压器的工作原理和特性。
二、基本原理：差动变压器由一只初级线圈和二只次级线圈及一个铁芯组成，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势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接(同名端连接)，就引出差动输出。其输出电势反映出被测体的移动量。
三、需用器件与单元：差动变压器实验模板、测微头、双线示波器、差动变压器，音频信号源(音频振荡器)、直流电源、万用表。
四、实验步骤：
1、根据图10-1，将差动变压器装在差动变压器实验模板上。
图10-1 差动变压器电容传感器安装示意图
2、在模块上按图10-2接线，音频振荡器信号必须从主控台中的Lv端子输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为4～5KHz(可用主控台的内测音频来监测)。调节幅度使输出幅度为峰一峰值Vp-p=2V(可用示波器监测：X轴为0.2ms/div、Y轴CH1为1V/div、CH2为20mv/div)。判别初次级线圈及次级线圈同名端方法如下：设任一线圈为初级线圈，并设另外两个线圈的任一端为同名端，按图10-2接线。当铁芯左、右移动时，观察示波器中显示的初级线圈波形，次级线圈波形，当次级波形输出幅值变化很大，基本上能过零点，而且相位与初级圈波形(Lv音频信号Vp-p=2V波形)比较能同相和反相变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接再判别直到正确为止。图中(1)、(2)、(3)、(4)为模块中的实验插孔。
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图10-2 双线示波与差动变压器连结示意图
3、旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形峰一峰值Vp-p为最小。这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，则另一方向位移为负。从Vp-p最小开始旋动测微头，每隔0.2mm从示波器上读出输出电压Vp-p值填入下表(3-1)。再从Vp-p最小处反向位移做实验，在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。
表(10-1)差动变压器位移ΔX值与输出电压Vp-p数据表 V(mv) X(mm) 62 52 43 33 24 -← 0mm 14 Vp-p最小9 0.2→+ 14 19 28 38 45 54 4、实验过程中注意差动变压输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压大小。 根据表10-1画出Vop-p-X曲线，作出量程为±1mm、±3mm灵敏度和非线性误差。 五、思考题：
1、用差动变压器测量较高频率的振幅，例如1KHz的振动幅值，可以吗？差动变压器测量频率的上限受什么影响？
2、试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？
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