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第十六章 实验指导书 传感器与自动检测技术是一门实践性较强的专业基础课,学生只有通过实验的实际动手操作,才能对本门课程的理论内容有更深入的理解和掌握,因此,实验环节是本门课程必不可少的一个重要环节.教学基本要求通过与自动检测技术实验的基本训练,使学生在有关与检测技术的实验方法和实验技能方面达到下列要求:(1)能够自行完成预习教材,进行实验和写实验报告等主要实验程序.(2)能够掌握常用的性能,调试和使用方法.(3)能够通过实验完整掌握各类的基本工作原理.(4)能够在接受与检测技术基本实验技能的训练后,进行开放性实验,进行自学实验设计,以提高综合实验能力.,实验内容和学时安排1.实验内容在下列个实验中选做至少4个实验(实验一 金属应变片:单臂,半桥,全桥功能比较(验证)实验二 差动变压器特性及应用(综合)实验三 差动螺线管电感式特性(设计)实验四 差动变面积式电容特性(验证)实验五 压电加速度特性及应用(验证)实验六 磁电式特性(验证)实验七 霍尔式特性(验证)实验八 热敏电阻测温特性(设计)实验一 金属应变片:单臂,半桥,全桥功能比较实验性质:验证性实验实验目的:1,观察了解金属应用片的结构和粘贴方式;2,测试悬臂梁变形的应变输出;3,验证单臂,半桥,全桥测量电桥的输出关系,比较不同桥路的功能.实验设备:直流稳压电源,差动放大器,电桥,应变式(电阻应变片),电压表.实验原理:应变片是一种能将试件上的应变变化转换成电阻变化的传感元件.使用应变片时,将其贴于测试件表面上.当测试件受力变形时,应变片也随之产生形变,相应的电阻值将发生变化,通过测量电路最终将其转换为电压或电流的变化,测出应变片的灵敏度.测量电桥是将被测非电量转换成电压或电流的一种常用的方法.实验步骤:1,设定旋钮的初始位置:直流稳压电源打到±2V档,电压表打到2V档,差动放大器增益打到最大.2,将差动放大器调零.方法:用实验线将差放的正负输入端与地端连接在一起,增益设置在最大位置,然后将输出端接到电压表的输入插口,打开主,副电源,调整差放的调零旋钮使表头指示为0.3,根据图1的电路结构,利用电桥单元上的接线插孔和调零网络连接好测量线路(差动放大器接成同相或反相均可).图中R4为工作应变片,W1为可调电位器,r为调平衡电阻.电源由直流稳压电源提供.4,将直流稳压电源打到±4V档.选择适当的放大增益,然后调整电桥平衡电位器,使表头指零(需预热几分钟表头才能稳定下来).5,加上砝码,每加一个读数,将测得数值填入下表:重量W(g)电压V(mV)6,保持放大器增益不变,将R3换为与R4工作状态相反的另一应变片,形成半桥,调整电桥平衡电位器,使表头指零.然后依次加上砝码,同样测出读数,填入下表:重量W(g)电压V(mV)7,保持差动放大器增益不变,将R1,R2两个电阻换成另两片工作片,接成一个直流全桥,通过电桥平衡电位器调好零点.依次加上砝码,将读出数据填入下表:8,在同一坐标纸上描出W-V曲线,比较三种接法的灵敏度S= .重量W(g)电压V(mV)问题:根据实际测试的数据与理论上推导的公式相比较,结论如何 对桥路测量线路有何特别的要求 为什么 注意事项:(1)在更换应变片时应将电源关闭,以免损坏应变片.(2)在实验过程中如果发现电压表发生过载,应将量程扩大或将差放增益减小.(3)直流稳压电源不能打的过大,以免损坏应变片或造成严重自热效应.(4)接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向,保证R1与R3工作状态相同,R2与R4工作状态相同.(5)在本实验中只能将放大器接成差动形式,否则系统不能正常工作.实验二 差动变压器特性及应用实验性质:综合性实验实验目的:1,了解差动变压器的原理及工作情况.2,了解如何用适当的网络线路对残余电压进行补偿.3,了解差动变压器的实际应用.实验仪器:音频振荡器,测微头,双线示波器,电桥,差动变压器,差动放大器,移相器,相敏检波器,低通滤波器,电压表,低频振荡器,激振器.实验步骤:一,差动变压器性能检测1,设定有关旋钮初始位置:音频振荡器4KHz,双线示波器第一通道灵敏度500mV/cm,第二通道灵敏度20mV/cm,触发选择打到第一通道.2,按图1接线,音频振荡器必须从LV接出.3,调整音频振荡器幅度旋钮,使音频LV信号输入到初级线圈的电压为2Vp-p.4,旋动测微头,从示波器上读出次级输出电压Vp-p值填入下表:位移mm电压mV读出过程中应注意初,次级波形的相位关系:当铁芯从上至下时,相位由________相变为________相.5,仔细调节测微头使次级的差动输出电压为最小,必要时应将通道二的灵敏度打到较高档,