传感器实验报告（A4大小）.doc

《传感技术》实验指导书 前言 《传感技术》实验通过信号的拾取、转换、分析，加强对书本知识的理解，并掌握非电量转换为电信号的方法。实验仪器是教学传感器，但其结构与线路是工业应用的基础，做实验需要严谨、细心、勤于动脑。希望在这个过程中，能学会作为一个未来的科技工作者应具有的动手能力、操作技能及分析与解决问题的能力。 实验要求： 按时上课。有特殊情况不能做 实验请及时与老师沟通消息。 实验前预习并写出预习笔记。 实验时先请老师检查预习笔记， 并等待老师讲解要点之后再做实验。 按设备要求操作，轻拿轻放配件， 插拔联线要细心，要爱护设备。 保持安静。有问题需要请教或讨 论时请将音量放小。 保持整洁。做完实验将仪器及 附件整理，并归位到初始状态。 实验完毕请老师检查仪器和预习 笔记上记录的数据、，并在设备 使用登记本上签名。 写实验报告，记录有原始数据的 预习笔记附在后面。要求用16开纸 或A4大小的纸写报告，装订好或粘 贴好，避免把散张纸交上来。 实验一、金属箔式应变片性能—单臂电桥 （预习内容：电桥电路的组成、电桥电路的平衡条件、测量原理。复习螺旋测微计的读数方法。） 实验目的： 了解金属箔式应变片及单臂电桥的工作原理和工作情况。 实验原理： 应变片是最常用的测力传感元件。当应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测视体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随之发生相应变化，通过测量电路，转换成电信号输出。电阻应变效应的关系式为：＝Kε为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数ε=Δl/l 为电阻丝长度相对变化 Kε ，输出电压与应变呈线性关系。 所需单元及部件： 直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、应变片、F/V表、主、副电源。 实验步骤： （1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档。 （2）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（-）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零。然后关闭主、副电源，拆去联线。 （3）按照下图连接线路。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻；Rx=R4为应变片。将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。 (4)将测微头转动到10mm刻度附近，再安装到双平行梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F/V表显示最小，再旋动测微头，使F/V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。 （5）旋动测微头使梁受到压力，当梁的自由端产生位移X，记下F/V表显示的电压值V 。建议每旋动测微头一周（0.5mm）记一组数值 （6）重复步骤4，旋动测微头使梁受到拉力，当梁的自由端产生位移X，记下F/V表显示 的电压值V 。 记录表格如下： 位移X（mm） …… 压力电压V（mv） 拉力电压V（mv） 数据处理: 根据所得结果计算灵敏度S （S=△V/△X） （8）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。 注意事项： （1）开机时先开主电源，后开副电源。关机时先关副电源，后关主电源。 （2）在更换应变片时应关闭电源。 （3）转动测微头测量时应始终沿一个方向旋转，防止回程误差。 （4）直流稳压电源不能打的过大，以免损坏应变片。 问 题： 应变片受力方向不同，对本实验有何影响？ （2） 如果在桥路中使用两个应变片（将R3、R4换成应变片）输出电压将增大还是减小？ 实验二、电涡流传感器的静态标定 （预习内容：涡流传感器的原理，示波器的使用。要求带铅笔、尺、橡皮，做图用。） 实验目的： 了解涡流传感器的原理及工作性能。 实验原理： 电涡流传感器是由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，金属片上产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及线圈的距离有关。将阻抗变化经涡流变换成电压输出， 当平面线圈、金属涡流片、激励源已确定，环境温度不变，阻抗只与距离X有关，则输出电压V是距离X的单值函数。 所需单元及部件： 涡流传感器 涡流变换器 F/V表 示波器 测微头 带涡