传感器技术实验指导书(2015.9).docVIP

传感器与检测技术 实验指导书 现代传感技术实验室编 2015年9月 实验注意事项 1、在实验前务必详细阅读实验。 2、开机前将电压表显示选择旋钮打到2V档；步进可调直流稳压电源旋钮打到±2V档；其余旋钮都打到中间位置。合上电源开关，主机数显表显示0000，表示实验台3、请勿将主机箱的电源、信号源输出端与地（⊥）短接，因短接造成电路故障。 4、将主机箱的±电源引入实验模板时接错。 5、每个实验均应在断开电源的状态下按实验线路接好连接线（实验中用到可调直流电源时，应在该电源调到实验值后再接到实验线路中），检查无误后方可接通电源。 6、在更换接线时，应断开电源，只有在确保接线无误后方可接通电源。7、实验完毕后，请将传感器实验模板。 8、实验接线时，要握住手柄插拔实验线，不能拉扯实验线。 实 验 目 录 实验一 金属箔式应变片的性能检测实验…………………………………………………………… 1 实验二 压阻式压力传感器的压力测量实验………………………………………………………… 8 实验三 移相器、相敏检波器实验…………………………………………………………………… 10 实验四 差动变压器的性能实验……………………………………………………………………… 14 实验五 激励频率对差动变压器特性的影响………………………………………………………… 19 实验六 位移实验中被测体材质对电涡流传感器特性影响………………………………………… 20 实验七 电容式传感器的位移特性实验 ………………………………………………………………22 实验八 压电式传感器测振动实验 ………………………………………………………………… 24 实验九 直流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验 ………………………………………………26 实验十 交流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验 ………………………………………………27 实验十一 光纤传感器的位移特性实验………………………………………………………………… 29 实验十二 霍尔转速传感器测电机转速实验…………………………………………………………… 30 实验十三 磁电式转速传感器的测电机转速实验……………………………………………………… 31 实验十四 光电转速传感器的测电机转速实验………………………………………………………… 32 实验十五 Pt100铂电阻测温特性实验………………………………………………………………… 33 实验一 金属箔式应变片的性能检测实验 （一）单臂电桥性能检测法 一、实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能，并掌握应变片测量电路。 二、基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： ΔR／R＝Kε 式中：ΔR／R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。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化。电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压 Uo1= EKε/4。 三、实验设备与器件单元 主机箱(±4V、±15V、电压表)，应变式传感器实验模板、托盘、砝码。 图1－1 应变片单臂电桥性能实验安装、接线示意图 注意：不要用手压应变梁和托盘！ 四、实验步骤 应变传感器实验模板说明： 实验模板中的R1、R2、R3、R4为应变片，没有文字标记的5个电阻符号下面是空的，其中4个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设，图中的粗黑曲线表示连接线。 应变式传感器（电子秤传感器）已装于应变传感器模板上。传感器中4片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的R1、R2、R3、R4和加热器上。传感器左下角应变片为R1；右下角为R2；右上角为R3；左上角为R4。当传感器托盘支点受压时，R1、R3阻值增加，R2、R4阻值减小，可用数字万用表进行测量判别。常态时应变片阻值为350Ω，加热丝电阻值为50Ω左右。 1、根据图1－1黑色画线所示连接导线。 用适中的导线将实验模板上的±15v、地端⊥插口与主机箱的电源±15v、地端⊥分别相连，差动放大器IC4的输出端Vo2和地端⊥与主机箱电压表的输入端Vin和地端⊥相连；用最长的导线连接电路到主机箱的±4v电源；用最短的导线连接电桥电路。