傳感器工程實(shí)踐材料(學(xué)生用).doc

目 錄預(yù)備實(shí)驗(yàn)一 溫控源及溫控儀表的操作 (1)預(yù)備實(shí)驗(yàn)二 特性實(shí)驗(yàn)軟件SET2003的特點(diǎn)及操作 (2)預(yù)備實(shí)驗(yàn)三 整形電路及施密特觸發(fā)器性能實(shí)驗(yàn) (7)實(shí)驗(yàn)一 熱電偶溫度特性實(shí)驗(yàn) (8)實(shí)驗(yàn)二 集成溫度傳感器溫度特性實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性）(9)實(shí)驗(yàn)三 熱敏電阻溫度特性實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性）(10)實(shí)驗(yàn)四 霍爾傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)(10)實(shí)驗(yàn)五 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)(12)實(shí)驗(yàn)六 壓阻式壓力傳感器特性實(shí)驗(yàn)（13）實(shí)驗(yàn)七 應(yīng)變片電子稱(chēng)實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性）(14)實(shí)驗(yàn)八 電渦流傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性）(16)實(shí)驗(yàn)九 差動(dòng)變壓器傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)（17）實(shí)驗(yàn)十 光電器件光電脈沖調(diào)制實(shí)驗(yàn)(19)實(shí)驗(yàn)十一 光電器件光音頻調(diào)制實(shí)驗(yàn)（20）實(shí)驗(yàn)十二 光敏電阻亮度特性實(shí)驗(yàn)（20）實(shí)驗(yàn)十三 光敏二極管亮度特性實(shí)驗(yàn)（21）實(shí)驗(yàn)十四 光敏三極管亮度特性實(shí)驗(yàn)（22）實(shí)驗(yàn)十五 氣敏傳感器氣體濃度測(cè)量實(shí)驗(yàn)(23)實(shí)驗(yàn)十六 濕度傳感器濕度測(cè)量實(shí)驗(yàn)(24)實(shí)驗(yàn)十七 電容傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)(25)實(shí)驗(yàn)十八 光纖傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)（27）實(shí)驗(yàn)十九 光纖傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性）(28)實(shí)驗(yàn)二十 壓電傳感器振動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)(29)預(yù)備實(shí)驗(yàn)一 溫控源及溫控儀表的操作（一）注意事項(xiàng)：1）溫控儀表用于測(cè)量和顯示溫度的標(biāo)準(zhǔn)傳感器是唯一的，不能通用，這里配的是Pt100鉑熱電阻。溫度設(shè)定范圍：室溫-200，建議小于150。2）溫度設(shè)定值可在0.0-200.0之間選擇，一般實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)定間隔：5-20。3）在輸入信號(hào)大于量程上限時(shí)，儀表顯示-；在輸入信號(hào)小于量程下限時(shí)，儀表顯示- 。4）該儀表控制方式為位式控制或PID控制可選，一般采用PID控制。5）若控溫失常請(qǐng)檢查儀表參數(shù)是否被誤修改，傳感器是否失效，按鍵是否不起作用。6）實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。（二）準(zhǔn)備： 在實(shí)驗(yàn)中若用本儀表控溫時(shí)需要做如下準(zhǔn)備工作：取出Pt100熱電阻探頭插入溫度源加熱器左邊插孔內(nèi)，引線(xiàn)插入“標(biāo)準(zhǔn)”插座, 溫控源的“加熱方式”、“冷卻方式”開(kāi)關(guān)置“儀表控制位”，打開(kāi)溫度源電源開(kāi)關(guān)。 （三）操作：本溫控儀表操作面板圖如下圖所示。溫控儀表在通電5秒內(nèi)PV窗和SV窗首先分別顯示輸出和輸入代碼，然后分別顯示溫度量程上限和下限值，隨后即進(jìn)入工作狀態(tài)PV窗和SV窗分別顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度值和設(shè)定值。此時(shí)若想改變?cè)O(shè)定值，可按SET鍵0.5秒，SV顯示窗閃爍，按“”（向左）鍵改變?cè)O(shè)定值閃爍的位，按“”（向下）鍵使閃爍的數(shù)字減小，按“”（向上）鍵使閃爍的數(shù)字增大，再按SET鍵0.5秒確認(rèn)。圖1溫控儀表操作面板圖（四）溫控源的溫度控制方法：溫控源共有三種溫度控制方法，分別如下：1 加熱方式和冷卻方式開(kāi)關(guān)打到儀表控制位，則溫度由數(shù)顯表控制；2 加熱方式和冷卻方式開(kāi)關(guān)打到外設(shè)控制位，并且S1、S2、S3開(kāi)關(guān)全部按下時(shí)，溫控源的溫度值受計(jì)算機(jī)控制。這種情況主要是用于利用溫度傳感器來(lái)構(gòu)成溫度測(cè)控系統(tǒng)時(shí)使用，達(dá)到溫控源溫度閉環(huán)控制的目的。此時(shí)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)傳感器輸入接Pt100標(biāo)準(zhǔn)熱電阻，測(cè)控輸出接冷卻電機(jī)和加熱器。3 加熱方式和冷卻方式開(kāi)關(guān)打到外設(shè)控制位，并且S1、S2、S3開(kāi)關(guān)全部抬起時(shí)，溫控源的溫度完全受人為控制。此時(shí)“標(biāo)準(zhǔn)傳感器”口可接電壓表，溫控儀上顯示的溫度和電壓表的示值是對(duì)應(yīng)的，如1V對(duì)應(yīng)40，5 V對(duì)應(yīng)200；“控制信號(hào)輸入”口接“模擬信號(hào)變換器”電壓輸出口，若接“I/V”輸出時(shí)，電流輸入口應(yīng)短接。整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中，“加熱指示”顯示加熱器是否工作，冷卻端短接冷卻電機(jī)工作，冷卻指示燈亮。這種方法主要用于檢查溫控源的工作是否正常。預(yù)備實(shí)驗(yàn)二 特性實(shí)驗(yàn)軟件Set2003的特點(diǎn)及操作（一）應(yīng)用軟件特點(diǎn)： 基于WINDOWS平臺(tái)開(kāi)發(fā),GUI圖形接口界面； 多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇蛇x； 采樣速度從500100000次/秒可選； 通信端口可選； 實(shí)時(shí)曲線(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，圖形框X坐標(biāo)可根據(jù)最大量程和測(cè)量點(diǎn)數(shù)自動(dòng)調(diào)整,Y坐標(biāo)人為可調(diào)； 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)的保存及調(diào)用； 具有最大非線(xiàn)性誤差分析、最大遲滯誤差分析、動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)頻率分析的功能；內(nèi)置實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存及管理學(xué)生實(shí)驗(yàn)歷史記錄。（二）軟件的運(yùn)行環(huán)境和功能： 軟件運(yùn)行環(huán)境為WINDOWS 9X、WINDOWS2000及WINDOWS Xp。該應(yīng)用軟件用Visual Basic 6.0語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，在軟件中還調(diào)用了WINDOWS提供的一些系統(tǒng)功能。 軟件提供如下主要功能： 實(shí)驗(yàn)管理功能：軟件為用戶(hù)提供了友好、靈活的操作界面，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以根據(jù)需要由用戶(hù)進(jìn)行選擇，實(shí)驗(yàn)參數(shù)可自行設(shè)置。對(duì)于用戶(hù)而言，登錄后，每做完一次成功的實(shí)驗(yàn)，先將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)文件，然后可以打印輸出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并且能在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中生成一條實(shí)驗(yàn)記錄。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存取功能：在數(shù)據(jù)文件菜單中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的打開(kāi)、保存、打印、另存為操作。數(shù)據(jù)保存的默認(rèn)文件為當(dāng)前可執(zhí)行程序的目錄下的LSJ.dat中，當(dāng)然也可以用另存為方式保存到其它地方。數(shù)據(jù)文件的格式是特定的，當(dāng)文件被打開(kāi)后，程序會(huì)自動(dòng)識(shí)別文件中的文件標(biāo)識(shí)符、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、測(cè)量次數(shù)、被測(cè)量綱及所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并自動(dòng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)。 圖形功能：軟件提供了較為豐富的圖形功能，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能顯示靜態(tài)單向、雙向、定時(shí)實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)。 顯示功能：在顯示子菜單中，用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要和自己的習(xí)慣，設(shè)置顯示內(nèi)容，包括狀態(tài)欄、工具按鈕欄、移動(dòng)欄等。（三）實(shí)驗(yàn)軟件使用說(shuō)明： 1、工作窗口說(shuō)明： 運(yùn)行程序后，進(jìn)入主界面，這是工作窗口，一般操作都在該窗口下面進(jìn)行。窗口最上面是標(biāo)題欄，顯示軟件的圖標(biāo)和“賽特SYS_2003A”, 標(biāo)題欄的右面是最小化、最大化和關(guān)閉按鈕，通過(guò)它們可進(jìn)行最小化、最大化和關(guān)閉操作。標(biāo)題欄的下面是菜單欄，本軟件共有6個(gè)子菜單，分別是數(shù)據(jù)文件、實(shí)驗(yàn)、分析、顯示、幫助和退出。菜單欄下面是窗口的主要部分，由下面幾部分組成：1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：用于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示，可以自動(dòng)刷新。2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)框：顯示實(shí)驗(yàn)點(diǎn)數(shù)、測(cè)量值、增量及最大值及當(dāng)前時(shí)間和日期。3）圖形框：用于顯示實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，X軸坐標(biāo)自動(dòng)調(diào)整（也可以用“X軸”按鈕手動(dòng)調(diào)整：選擇圖形框下面的該項(xiàng)，在曲線(xiàn)圖區(qū)域內(nèi)單擊鼠標(biāo)左鍵或右鍵伸縮X軸），Y軸坐標(biāo)表示測(cè)量值（mv），越限可以人為手動(dòng)調(diào)整。4）單選按鈕：一排共7個(gè)，位于圖形框的下方。其中正向、歸零、反向按鈕為一組，用來(lái)選擇實(shí)時(shí)曲線(xiàn)的方向；清除和顯示按鈕為一組，用來(lái)清除和復(fù)現(xiàn)曲線(xiàn)；X軸按鈕用來(lái)伸縮X軸坐標(biāo)；點(diǎn)擊分析按鈕，再選擇分析子菜單功能，即可進(jìn)行分析操作。5）下拉式組合框：共6個(gè)，分別是實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?、采樣速度、（Y軸）量程選擇、（X軸）每格數(shù)值（表示每次采樣X(jué)軸的數(shù)值增量）、被測(cè)量綱及測(cè)量通道。6）操作提示框：用于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作提示。如當(dāng)前未選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)，它會(huì)提示“請(qǐng)選擇實(shí)驗(yàn)”。7) 操作按鈕：共3個(gè)，分別是測(cè)量、復(fù)位和示波器。8) 狀態(tài)欄：位于窗口的最下面，顯示實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容，如：用戶(hù)編號(hào)、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和記錄是否保存、日期和時(shí)間。它可以在顯示子菜單中打開(kāi)或隱藏。9) 工具欄：顯示的是常用工具按鈕的圖標(biāo)，包括：保存、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算器、放大、示波器、打印、幫助、退出。工具欄可以在顯示子菜單中打開(kāi)或隱藏。 2、實(shí)驗(yàn)操作步驟：1) 首先進(jìn)入主窗口，打開(kāi)實(shí)驗(yàn)子菜單，選擇“實(shí)驗(yàn)設(shè)置”選頂。當(dāng)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)置窗口后，在用戶(hù)編號(hào)文本框中輸入編號(hào)（阿拉伯?dāng)?shù)字），用戶(hù)可按照院系、屆、班、學(xué)號(hào)自行編碼輸入。然后用同樣方法輸入姓名。接下來(lái)在實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)編號(hào)框中輸入實(shí)驗(yàn)編號(hào)（阿拉伯?dāng)?shù)字），在實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)框中輸入實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)（字符型）。若為規(guī)范實(shí)驗(yàn)，可以在選擇實(shí)驗(yàn)列表框中選擇，單擊或拖動(dòng)滾動(dòng)條，再單擊列表框內(nèi)的實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)，選擇將要做的實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)。這時(shí)候，計(jì)算機(jī)自動(dòng)在實(shí)驗(yàn)編號(hào)文本框和實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)文本框內(nèi)填入選中的實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?、采樣速度、每格?shù)值、被測(cè)量綱四個(gè)文本框中顯示該實(shí)驗(yàn)的參考值。單擊確認(rèn)（或取消）命令按鈕，然后返回主窗口。2) 在主窗口下，打開(kāi)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ浇M合框，選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。?shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ接?種可選，分別是單向單步、雙向單步、定時(shí)單步和動(dòng)態(tài)單幀。3) 打開(kāi)采樣速度組合框，選擇采樣速度。采樣速率8檔可選，分別是100000次/秒、50000次/秒、25000次/秒、10000次/秒、5000次/秒、2500次/秒、1000次/秒、500次/秒。4) 打開(kāi)（Y軸）量程選擇組合框，選擇量程。Y軸量程6檔可選，分別是10V、5V、2V、1V、500m V和100mV。5) 打開(kāi)（X軸）每格數(shù)值組合框，每格數(shù)值從0.010.0可選擇。每格數(shù)值的含義為：每一次測(cè)量（X軸上一點(diǎn)、或一步）對(duì)應(yīng)于所做實(shí)驗(yàn)中傳感器輸入物理量的大??；如測(cè)溫傳感器每次測(cè)量溫度的增量為1.5,則每格數(shù)值項(xiàng)選擇1.5。6) 被測(cè)量綱組合框中的選項(xiàng)對(duì)應(yīng)于實(shí)驗(yàn)中傳感器測(cè)量的物理量量綱，即傳感器的測(cè)量值量綱（如位移傳感器的位移CM），打開(kāi)該框可以選擇相應(yīng)量綱。共15項(xiàng)可選，還可自定義。7) 打開(kāi)測(cè)量通道組合框，根據(jù)輸入選擇通道。特性軟件的計(jì)算機(jī)通訊口共設(shè)置了兩個(gè)通道，根據(jù)輸入量連線(xiàn)的位置，對(duì)應(yīng)選擇測(cè)量通道為“A通道”和“B通道”。8) 參數(shù)設(shè)置完成后，單擊“測(cè)量”操作按鈕，進(jìn)入聯(lián)機(jī)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。9) 實(shí)驗(yàn)完成后，打開(kāi)數(shù)據(jù)文件子菜單，選擇文件保存，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存在當(dāng)前工作目錄下LSJ.DAT文件中?；蛘哂昧泶鏋榈姆椒▽?shù)據(jù)文件存放到其它磁盤(pán)。一般LSJ.DAT數(shù)據(jù)文件每次保存時(shí)都將上一次的內(nèi)容覆蓋，只能作為臨時(shí)文件，故建議用戶(hù)用另存為的方法將數(shù)據(jù)文件存放到其它磁盤(pán)。10) 打開(kāi)“實(shí)驗(yàn)”子菜單，選擇“實(shí)驗(yàn)保存”，對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行保存。11) 打開(kāi)“實(shí)驗(yàn)”子菜單，選擇“實(shí)驗(yàn)瀏覽”，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中核對(duì)本次實(shí)驗(yàn)記錄。若局域網(wǎng)的打印服務(wù)器已開(kāi)通，或者客戶(hù)機(jī)的打印機(jī)已連接，可打開(kāi)數(shù)據(jù)文件子菜單，選擇打印，這時(shí)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告打印瀏覽窗口，用戶(hù)在空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，再選擇打印，即可打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告；若選擇退出，則退出當(dāng)前打印預(yù)覽界面。12) 單擊復(fù)位命令按鈕準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn)，或者單擊窗口右上角的關(guān)閉按鈕，退出應(yīng)用軟件后返回WINDOWS。 3、實(shí)驗(yàn)記錄管理：1) 實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)庫(kù)為ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，文件名為L(zhǎng)B.mdb，放在當(dāng)前工作目錄下（如一般保存的位置為C：Program FilesSet 2003Lb.mdb）。共有兩張表，其中實(shí)驗(yàn)記錄表由下列內(nèi)容組成： 用戶(hù)編號(hào)：10位文本類(lèi)型； 用戶(hù)名稱(chēng)：10位文本類(lèi)型； 實(shí)驗(yàn)日期：8位日期類(lèi)型； 實(shí)驗(yàn)編號(hào)：數(shù)字整型； 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：10位文本類(lèi)型； 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑簲?shù)字整型； 采樣速度：數(shù)字整型； 測(cè)量次數(shù)：數(shù)字整型； 每格數(shù)值：數(shù)字整型； 被測(cè)量綱：10位文本類(lèi)型； 數(shù)據(jù)文件位置：40位文本類(lèi)型（存放數(shù)據(jù)文件的路徑）；2) 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)瀏覽，出現(xiàn)卡片式界面，每一張卡片內(nèi)顯示一張表，代表實(shí)驗(yàn)記錄的一種排序方式，共有5種方式，分別是按順序、按實(shí)驗(yàn)編號(hào)、按實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、按實(shí)驗(yàn)日期和按用戶(hù)編號(hào)。3) 學(xué)生每做完一次實(shí)驗(yàn)，先將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)文件，然后打印輸出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并且在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中生成一條實(shí)驗(yàn)記錄。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中查看實(shí)驗(yàn)記錄。 4、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑簩?shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒譃?種，分別是單向單步、雙向單步、定時(shí)單步和動(dòng)態(tài)單幀。用戶(hù)根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。通常，?dòng)態(tài)單幀采樣方式采集隨時(shí)間變化的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，單向單步輸入適用于自變量單向變化的實(shí)驗(yàn)，雙向單步適用于自變量正反向可變的實(shí)驗(yàn)，定時(shí)單步則適合等時(shí)間間隔采樣。1）動(dòng)態(tài)單幀：首先要完成動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)連接準(zhǔn)備工作，接下來(lái)單擊測(cè)量命令按鈕，計(jì)算機(jī)便以預(yù)先設(shè)定的采樣速度連續(xù)采集250點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后一次性繪出采樣曲線(xiàn)波形。圖形框中X軸坐標(biāo)單向，表示時(shí)間，共250點(diǎn)，每一格表示一個(gè)時(shí)間單位。Y軸坐標(biāo)雙向，表示實(shí)驗(yàn)儀輸出的電壓信號(hào)。Y軸坐標(biāo)電壓上下限可以打開(kāi)（Y軸）量程選擇組合框改變，其正向的最大值為10V，負(fù)向的最大值為-10V。其正向的最小值為100mv，負(fù)向的最小值為-100mv。工作時(shí)每單擊測(cè)量命令按鈕，便顯示一條曲線(xiàn)。2）單向單步：用戶(hù)首先要完成單步實(shí)驗(yàn)連接準(zhǔn)備工作，然后單擊測(cè)量命令按鈕，該按鈕的文字由原先的“測(cè)量”改為“下一步”。每單擊該按鈕一次，計(jì)算機(jī)采樣250個(gè)數(shù)據(jù)求出平均值，這時(shí)數(shù)據(jù)表格內(nèi)同步顯示測(cè)量平均值，圖形框內(nèi)顯示曲線(xiàn)，數(shù)據(jù)框內(nèi)顯示實(shí)驗(yàn)點(diǎn)數(shù)、測(cè)量值、增量及最大值。聯(lián)機(jī)實(shí)驗(yàn)中，每改變一次傳感器的輸入，單擊“下一步”命令按鈕一次，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟直到實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)束。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，圖形框內(nèi)顯示一條傳感器的特性曲線(xiàn)。在圖形框中，X軸坐標(biāo)單向，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始為100點(diǎn)，每一點(diǎn)表示一個(gè)X單位值，其量綱也由用戶(hù)設(shè)定。Y軸坐標(biāo)雙向，表示實(shí)驗(yàn)儀輸出的電壓信號(hào)均值。Y軸坐標(biāo)電壓上下限可以打開(kāi)（Y軸）量程選擇組合框改變。3）雙向單步：基本和單向方式相同，與單向有所區(qū)別的是坐標(biāo)原點(diǎn)位于圖形框中央，X軸有正有負(fù)。通過(guò)用戶(hù)選擇正向或反向按鈕測(cè)量，計(jì)算機(jī)可以判斷測(cè)量值的X方向。當(dāng)選定雙向單步采樣時(shí)，X方向初始默認(rèn)為正向。正向采樣時(shí)，圖形框右側(cè)顯示出一個(gè)正向動(dòng)態(tài)箭頭，X為正向遞增。當(dāng)單擊按下歸零按鈕后，X回歸坐標(biāo)原點(diǎn)。當(dāng)單擊反向按鈕時(shí)，圖形框左側(cè)顯示出一個(gè)反向動(dòng)態(tài)箭頭，X為反向遞增。在雙向單步實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)X正向變化，實(shí)驗(yàn)儀正電壓，則實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)畫(huà)在坐標(biāo)系的第1象限，實(shí)驗(yàn)儀輸出負(fù)電壓，則實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)畫(huà)在坐標(biāo)系的第4象限。而當(dāng)X反向變化，實(shí)驗(yàn)儀輸出正電壓，則實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)畫(huà)在坐標(biāo)系的第2象限，實(shí)驗(yàn)儀輸出負(fù)電壓，則實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)畫(huà)在坐標(biāo)系的第3象限。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，用戶(hù)一般先做正向輸入變化的實(shí)驗(yàn)，每做完一步，便單擊測(cè)量命令按鈕，系統(tǒng)便自動(dòng)繪出連結(jié)各采樣點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)，并在數(shù)據(jù)框中同步顯示測(cè)量值、增量及最大值。當(dāng)正向輸入變化實(shí)驗(yàn)結(jié)束，用戶(hù)單擊歸零命令按鈕，則X回歸坐標(biāo)原點(diǎn)，然后進(jìn)行逆向操作。若用戶(hù)做的是回差實(shí)驗(yàn)，則采樣點(diǎn)不應(yīng)歸零。4）定時(shí)采樣：進(jìn)入該模式，屏幕顯示的工作畫(huà)面與單向單步輸入基本相同。與單向輸入有所區(qū)別的是，操作時(shí)用戶(hù)不需要單擊命令按鈕，由系統(tǒng)定時(shí)采集數(shù)據(jù)。當(dāng)然，用戶(hù)完全可以用暫停和繼續(xù)命令按鈕控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。5、分析： 1）單擊分析單選按鈕，選擇分析子菜單中選項(xiàng)，包括：最大非線(xiàn)性誤差、最大遲滯誤差、動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)頻率，進(jìn)入分析狀態(tài)。 2）非線(xiàn)性誤差分析：軟件能對(duì)圖形框中的部分曲線(xiàn)分段進(jìn)行非線(xiàn)性誤差分析。用戶(hù)單擊分析按鈕進(jìn)入分析狀態(tài)后，應(yīng)先在圖形框中曲線(xiàn)上單擊左鍵選擇分析線(xiàn)段的起點(diǎn)，然后單擊右鍵選擇分析線(xiàn)段的終點(diǎn)，軟件自動(dòng)在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間用直線(xiàn)段連接，求出最大非線(xiàn)性誤差，顯示在提示框內(nèi)。由于軟件能進(jìn)行線(xiàn)性分段及重復(fù)分析，對(duì)于那些需要分段進(jìn)行非線(xiàn)性誤差補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)場(chǎng)合，該軟件提供了極大的方便。 3）最大遲滯誤差分析：操作同上，軟件能自動(dòng)在選擇的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間求出最大遲滯誤差并顯示在提示框內(nèi)。應(yīng)在雙向單步操作模式下進(jìn)行。 4）動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)頻率分析：用戶(hù)選中一個(gè)完整的周期波形（一般取峰峰點(diǎn)），單擊左鍵選擇波形起點(diǎn)，單擊右鍵選擇波形終點(diǎn)，軟件自動(dòng)計(jì)算并顯示動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)的頻率。 6、虛擬示波器： 單擊主窗口的示波器命令按鈕，出現(xiàn)虛擬示波器窗口，由下面幾部分組成： 1) 圖形框：用于顯示波形； 2) 滾動(dòng)條：共兩組，位于圖形框右方，用于分別調(diào)整A、B通道的波形位置； 3) 指示燈：運(yùn)行時(shí)用于顯示通信狀態(tài)； 4 )下拉式組合框：共8個(gè)，分別是通訊端口、X軸（每格）值（與系統(tǒng)采樣速度對(duì)應(yīng)）、X軸擴(kuò)展、Y軸（每格）值、觸發(fā)方式、觸發(fā)電平、通道選擇及光點(diǎn)大小。 5 ) 命令按鈕：共3個(gè)，分別是運(yùn)行、停止和關(guān)閉。7、工具按鈕欄： 為方便用戶(hù)，軟件提供了工具按鈕欄，有如下工具按鈕： 1) 數(shù)據(jù)文件保存按鈕； 2) 實(shí)驗(yàn)按鈕：?jiǎn)螕麸@示實(shí)驗(yàn)設(shè)置對(duì)話(huà)框； 3) 計(jì)算器按鈕； 4 )放大按鈕； 5 )虛擬示波器按鈕：?jiǎn)螕麸@示示波器界面； 6) 打印按鈕：?jiǎn)螕麸@示實(shí)驗(yàn)報(bào)告預(yù)覽界面；在空白處單擊鼠標(biāo)右鍵可選擇打印或退出。7) 幫助按鈕；8）退出按鈕； 8、退出應(yīng)用軟件： 方法一：選擇數(shù)據(jù)文件菜單中的退出子菜單； 方法二：?jiǎn)螕糁鞔翱谟疑戏降年P(guān)閉按鈕； 方法三：?jiǎn)螕艄ぞ邫诘耐顺霭粹o。預(yù)備實(shí)驗(yàn)三 整形電路及施密特觸發(fā)器性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫坞娐芳笆┟芴赜|發(fā)器在傳感器振動(dòng)頻率測(cè)量電路里很常見(jiàn)，往往將不規(guī)則的傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量信號(hào)，變成有規(guī)則的方波，以便儀表和計(jì)算機(jī)采集。通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解該電路的作用，可以為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。二、基本原理：振動(dòng)源可以輸出1-30HZ頻率和幅值連續(xù)可調(diào)的低頻信號(hào)，把這個(gè)輸出信號(hào)看成是一個(gè)不規(guī)則的傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量信號(hào)送入比較器，當(dāng)信號(hào)電平高于比較器閥值時(shí)比較器輸出高電平，當(dāng)信號(hào)電平低于比較器閥值時(shí)比較器輸出復(fù)位，所以比較器的功能是：可以把一個(gè)不規(guī)則的信號(hào)變成只有高低電平的方波。這個(gè)方波信號(hào)通過(guò)施密特觸發(fā)器整形，輸出成為具有良好上、下降沿的標(biāo)準(zhǔn)方波，就可以被后繼電路設(shè)備識(shí)別和顯示。三、需用器件與單元：整形電路、振動(dòng)源、特性軟件SET2003中的虛擬示波器四、注意事項(xiàng)：1） 振動(dòng)源低頻信號(hào)輸出頻率約1HZ30HZ，幅度約20Vp-p。2） 振動(dòng)梁的固有諧振頻率約8HZ10HZ，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)避開(kāi)該頻率段。3） 調(diào)節(jié)振動(dòng)源的幅度調(diào)節(jié)旋鈕振動(dòng)梁會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，不要使振動(dòng)梁的振動(dòng)幅度太大。4） 實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1） 將振動(dòng)源的“頻率輸出fo”用軟線(xiàn)接入整形電路輸入端，打開(kāi)整形電路電源。2） 將整形電路的輸入和輸出分別用軟線(xiàn)接到計(jì)算機(jī)通訊口的CH1和CH2上；計(jì)算機(jī)通訊線(xiàn)接特性口，打開(kāi)計(jì)算機(jī)通訊口電源。3） 啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，在桌面上雙擊SET2003圖標(biāo)進(jìn)入特性軟件操作界面；在界面上右下角單擊示波器按鈕，進(jìn)入示波器界面；在界面中的通道選擇下拉框中選擇雙通道，按下界面上的運(yùn)行按鈕，觀(guān)察示波器中整形電路輸入端、輸出端信號(hào)波形。4） 調(diào)節(jié)低頻信號(hào)的幅度旋鈕置中間偏左位，從低到高調(diào)節(jié)低頻信號(hào)頻率旋鈕，對(duì)兩路信號(hào)的幅度及頻率作比較。5） 將振動(dòng)源的頻率調(diào)節(jié)旋鈕置中間位置，調(diào)節(jié)振動(dòng)源的幅度旋鈕，觀(guān)察示波器上兩路信號(hào)波形的變化有什么特點(diǎn)。6） 將計(jì)算機(jī)通訊口的CH1和CH2分別用軟線(xiàn)連到比較器的輸入和輸出端，同第3步操作，在示波器界面上觀(guān)察這兩個(gè)信號(hào)波形的關(guān)系。六、 習(xí)題：1） 畫(huà)出比較器輸入輸出端信號(hào)的波型，分析它們之間的關(guān)系。2） 畫(huà)出整形電路輸入輸出端的波型，分析它們之間的關(guān)系。3） 當(dāng)保持振動(dòng)源的幅度一定而頻率變化時(shí)整形電路的輸入輸出信號(hào)波形的變化有什么特點(diǎn)？4） 當(dāng)保持振動(dòng)源的頻率一定而幅度變化時(shí)，整形電路的輸入輸出信號(hào)波形的變化有什么特點(diǎn)？為什么？實(shí)驗(yàn)一 熱電偶溫度特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄犭娕驾敵鲭妷汉蜏囟戎g關(guān)系的特性。二、基本原理：熱電偶是利用熱電效應(yīng)的原理制成的一種溫差測(cè)量傳感器，置于被測(cè)溫度場(chǎng)的接點(diǎn)稱(chēng)為工作端，另一接點(diǎn)稱(chēng)為冷端(也稱(chēng)自由端)，冷端可以是室溫值也可以是經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的0、25的模擬溫度場(chǎng)。三、需用器件與單元：通用放大器（）、E型熱電偶、溫度源、Pt100熱電阻及溫度控制儀表、數(shù)顯電壓表。四、注意事項(xiàng)：1數(shù)顯電壓表分辨率為：1/1999，即：0.5/1000，并存在“1”個(gè)字的量化誤差在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動(dòng)屬正?，F(xiàn)象。2通用放大器()調(diào)零時(shí)數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。3實(shí)驗(yàn)中其他單元的電源應(yīng)關(guān)閉，否則有干擾。4溫度源具有升溫快、降溫慢的特點(diǎn)，所以在取初始設(shè)定值時(shí)，應(yīng)比PV值略高。5插傳感器接頭時(shí)注意對(duì)正小方形口。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1 將通用放大器（）單元的輸出V0用軟線(xiàn)連到數(shù)顯電壓表上。將S6開(kāi)關(guān)抬起，使電路輸出處于用戶(hù)測(cè)量狀態(tài)，打開(kāi)通用放大器()單元電源。溫控源電源應(yīng)先關(guān)閉。2 傳感器實(shí)踐臺(tái)的溫度插座“標(biāo)準(zhǔn)”接Pt100熱電阻，熱電偶插座接E型熱電偶。插入時(shí)3 通用放大器 ()的S4開(kāi)關(guān)置熱電偶檔。先不要把熱電偶傳感器的探頭插入溫度源的插口（即先不加溫），抬起S14開(kāi)關(guān)（此時(shí)電路輸出為第一級(jí)放大器輸出），將Rw1（放大器第一級(jí)增益）， Rw3（放大器第二級(jí)增益）順時(shí)調(diào)至最大，調(diào)Rw2（放大器第一級(jí)調(diào)零）使第一級(jí)儀表專(zhuān)用放大器輸出Vo3為零。壓下S14開(kāi)關(guān)（此時(shí)電路輸出為第二級(jí)放大器輸出），調(diào)Rw4（放大器第二級(jí)調(diào)零）使Vo4（Vo）為零。4 打開(kāi)溫控源電源開(kāi)關(guān)，加熱和冷卻方式置儀表控制位。按“預(yù)備實(shí)驗(yàn)一”設(shè)定好初始溫度值，建議設(shè)定值為室溫略高，如25。5 將熱電偶探頭插到溫度源加熱器右邊插孔中給傳感器加溫，開(kāi)始熱電偶特性實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程Rw1、Rw2、Rw4不要?jiǎng)?。溫度控制儀表在溫度控制過(guò)程中，可見(jiàn)加熱或冷卻指示燈閃爍，待溫控儀指示的溫度穩(wěn)定在設(shè)定值附近變化后，記錄下電壓表讀數(shù)值。6 重新設(shè)定溫度值為25+nt，建議t=5，n=110，每隔1n讀出數(shù)顯電壓表指示值與溫控儀指示的溫度PV值，并填入表1。表1：（注意實(shí)驗(yàn)要記錄溫控?cái)?shù)顯表的PV值和電壓表值）T（）V（mV）六、習(xí)題：1 根據(jù)表1計(jì)算非線(xiàn)性誤差，靈敏度S。2 畫(huà)出熱電偶的溫度電壓值特性曲線(xiàn)。實(shí)驗(yàn)二 集成溫度傳感器溫度特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饧蓽囟葌鞲衅鬏敵鲭妷汉蜏囟戎g關(guān)系的特性。二、基本原理： 集成溫度傳感器是將溫敏晶體管與相應(yīng)的電路集成在同一芯片上，它能直接給出正比于絕對(duì)溫度的理想線(xiàn)性輸出信號(hào)，一般用于-5+150之間的溫度測(cè)量。溫敏晶體管是利用集電極電流恒定時(shí)，晶體管的基極發(fā)射極電壓（Ube）與溫度成線(xiàn)性關(guān)系這一原理。集成溫度傳感器有電壓型和電流型兩種，電壓型集成溫度傳感器在一定溫度下，它相當(dāng)于一個(gè)恒壓源，因此它不易受外接電阻的影響，具有良好的線(xiàn)性特性。本實(shí)驗(yàn)采用的是Lm35電壓型集成溫度傳感器。它只需要單電源（+4V-+30V）供電，即可實(shí)現(xiàn)溫度到電壓的線(xiàn)性變換，然后在終端使用一只取樣電阻即可調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。三、需用器件與單元：通用放大器（）、溫度源、Pt100熱電阻及溫度控制儀表、集成溫度傳感器、數(shù)顯電壓表。四、注意事項(xiàng)：1）數(shù)顯電壓表分辨率為：1/1999，即：0.5/1000，并存在“1”個(gè)字的量化誤差在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動(dòng)屬正?，F(xiàn)象。2）通用放大器（)調(diào)零時(shí)數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。3）實(shí)驗(yàn)中其他單元的電源應(yīng)關(guān)閉，否則有干擾。4）溫度源具有升溫快、降溫慢的特點(diǎn)，所以在取初始設(shè)定值時(shí)，應(yīng)比PV值略高。5）插傳感器接頭時(shí)注意對(duì)正小方形口。五、實(shí)驗(yàn)步驟： 參照熱電偶的溫度特性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，測(cè)量8至10組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，自擬實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)記錄表，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、習(xí)題：1根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄畫(huà)出傳感器的電壓溫度特性曲線(xiàn)。2計(jì)算傳感器的非線(xiàn)性誤差，靈敏度S。實(shí)驗(yàn)三熱敏電阻溫度特性實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄崦綦娮鑲鞲衅鬏敵鲭妷汉蜏囟戎g關(guān)系的特性。 二、基本原理：熱敏電阻用于測(cè)溫是利用了半導(dǎo)體電阻率隨溫度變化這一特性，對(duì)于熱敏電阻要求其材料電阻溫度系數(shù)大、穩(wěn)定性好、電阻率高，電阻與溫度之間最好有線(xiàn)性關(guān)系。熱敏電阻采用二線(xiàn)或三線(xiàn)連接法，其中一端接二根引線(xiàn)(三線(xiàn)連接法)，主要為了消除引線(xiàn)電阻對(duì)測(cè)量的影響。三、需用器件與單元：通用放大器（）、溫度源、Pt100熱電阻及溫度控制儀表、熱敏電阻。四、注意事項(xiàng)：1）數(shù)顯電壓表分辨率為：1/1999，即：0.5/1000，并存在“1”個(gè)字的量化誤差，在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動(dòng)屬正?，F(xiàn)象。2）通用放大器()調(diào)零時(shí)數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步逐步減小。3）實(shí)驗(yàn)中其他單元的電源應(yīng)關(guān)閉，否則有干擾。4）溫度源具有升溫快、降溫慢的特點(diǎn)，所以在取初始設(shè)定值時(shí)，應(yīng)比PV值略高。5）插傳感器接頭時(shí)注意對(duì)正小方形口。五、實(shí)驗(yàn)步驟： 參照熱電偶的溫度特性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，測(cè)量8至10組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，自擬實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)記錄表，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、習(xí)題：1根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄畫(huà)出傳感器的電壓溫度特性曲線(xiàn)。2計(jì)算非線(xiàn)性誤差，靈敏度S。實(shí)驗(yàn)四 霍爾傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺轿灰苽鞲衅鬏敵鲭妷汉捅粶y(cè)位移之間關(guān)系的特性與應(yīng)用。二、基本原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)U=KIB，保持K、I不變，若霍爾元件在梯度磁場(chǎng)B中運(yùn)動(dòng)，且B是線(xiàn)性均勻變化的，則霍爾電勢(shì)U也將線(xiàn)性均勻變化，這樣就可以進(jìn)行位移測(cè)量。三、需用器件與單元：直線(xiàn)位移執(zhí)行器、線(xiàn)性霍爾位移傳感器、通用放大器（）、磁鋼、測(cè)微頭、數(shù)顯電壓表。四、注意事項(xiàng)：1) 霍爾式位移傳感器是磁敏器件，受磁場(chǎng)的影響較大，每只傳感器都有特定的位移特性且可能是唯一的。2) 通用放大器()調(diào)零時(shí)，數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。3) 測(cè)微頭的讀數(shù)和實(shí)際位移之間的關(guān)系為：實(shí)際位移=20mm-測(cè)微頭讀數(shù)。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)填實(shí)際位移值。4) 測(cè)微頭要正確讀數(shù)，避免機(jī)械間隙誤差。測(cè)微頭分辨力為0.01mm。5) 實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。6）插傳感器接頭和計(jì)算機(jī)通訊線(xiàn)時(shí)注意對(duì)正小方形口。7）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)反復(fù)測(cè)量幾次取平均值作為結(jié)果，以得到更為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。五、實(shí)驗(yàn)步驟：（一）采用電壓表讀數(shù)：1) 在直線(xiàn)位移執(zhí)行器圓盤(pán)右邊靠外邊的支架安裝上測(cè)微頭。測(cè)微頭刻度旋在20mm處，并輕輕頂住直線(xiàn)位移執(zhí)行器圓盤(pán)（使執(zhí)行器為零位移），擰緊測(cè)量架頂部的固定鏍釘。2) 在直線(xiàn)位移執(zhí)行器圓盤(pán)上的小圓片上吸附一圓形磁鋼，紅點(diǎn)向外。3) 將霍爾傳感器安裝在直線(xiàn)位移執(zhí)行器右邊靠里邊的支架上，霍爾傳感器引線(xiàn)插入實(shí)踐臺(tái)面上的 “霍爾”插座中,探頭對(duì)準(zhǔn)并頂住小圓片上的圓形磁鋼，擰緊測(cè)量架頂部的固定鏍釘。4) 抬起通用放大器()S7開(kāi)關(guān)，S5開(kāi)關(guān)置霍爾位移傳感器位，通用放大器()的輸出接數(shù)顯電壓表，打開(kāi)通用放大器()電源。5) 通用放大器()調(diào)零：Rw1、Rw3順時(shí)調(diào)至最大，抬起S15開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)Rw2使第一級(jí)儀表專(zhuān)用放大器輸出Vo3為零。壓下S15開(kāi)關(guān)接入第二級(jí)反相放大器, 調(diào)Rw4使Vo4（Vo）為零。6) 用手向左推直線(xiàn)位移執(zhí)行器圓盤(pán)，直到圓盤(pán)不能移動(dòng)，此時(shí)調(diào)節(jié)Rw3至電壓表示值Vo4（Vo）約5V，整個(gè)過(guò)程Rw1、Rw2、Rw4不要?jiǎng)?。調(diào)節(jié)完成后，松開(kāi)直線(xiàn)位移執(zhí)行器圓盤(pán)，使它復(fù)位。注意：此過(guò)程中要始終使傳感器探頭對(duì)準(zhǔn)磁鋼。7) 向里旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，每轉(zhuǎn)動(dòng)0.5mm（測(cè)微頭旋轉(zhuǎn)一圈）記下數(shù)字電壓表讀數(shù)，直到數(shù)字電壓表讀數(shù)不變，并填入表2中。表2：X（cm）V（v） （二）用特性實(shí)驗(yàn)軟件SET2003操作：1. 實(shí)驗(yàn)步驟同前（一）中1）至6）。2. 通用放大器()的輸出用軟線(xiàn)接到計(jì)算機(jī)通迅口CH1或CH2，計(jì)算機(jī)通信線(xiàn)接到特性插口，打開(kāi)計(jì)算機(jī)通訊口電源。3. 啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，在桌面上雙擊SET2003圖標(biāo)進(jìn)入特性軟件操作界面。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)置（實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭x擇單向單步；每格數(shù)值選擇0.5；被測(cè)量綱選擇mm）。其中對(duì)應(yīng)信號(hào)接到計(jì)算機(jī)通迅口CH1或CH2，選擇測(cè)量通道為A或B。4. 向里旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，每轉(zhuǎn)動(dòng)0.5mm按一次操作界面上的測(cè)量按鈕，界面上曲線(xiàn)框中各個(gè)測(cè)量點(diǎn)被自動(dòng)連成一條平滑的曲線(xiàn)，界面上同時(shí)顯示當(dāng)前的測(cè)量電壓值。操作者可以把實(shí)際位移和界面上顯示的電壓值記錄在表2中。六、習(xí)題：1根據(jù)表4作出V-X之間關(guān)系的特性曲線(xiàn)。2計(jì)算特性曲線(xiàn)的（1）線(xiàn)性起點(diǎn)X0；(2) 線(xiàn)性范圍；(3)靈敏度S和非線(xiàn)性誤差。 實(shí)驗(yàn)五 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。二、基本原理：利用0-5V連續(xù)可調(diào)的電壓信號(hào)控制轉(zhuǎn)速電機(jī)運(yùn)動(dòng)，用霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)速并把轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成脈沖信號(hào)輸出給轉(zhuǎn)速表，顯示電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。實(shí)踐臺(tái)的轉(zhuǎn)速電機(jī)圓盤(pán)上裝了12只磁鋼，在這些磁鋼的上方安裝了一支霍爾轉(zhuǎn)速傳感器。根據(jù)霍爾效應(yīng)表達(dá)式：U=KIB, 若K、I不變時(shí)，圓盤(pán)每轉(zhuǎn)一周經(jīng)過(guò)霍爾傳感器探頭表面的磁場(chǎng)B從無(wú)到有就變化12次，霍爾電勢(shì)也從無(wú)到有變化12次，相當(dāng)于此傳感器有12個(gè)脈沖信號(hào)輸出?；魻栯妱?shì)通過(guò)放大、整形和計(jì)數(shù)電路輸出成為和電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的脈沖量，就可以測(cè)量被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。三、需用器件與單元：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器及信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)速電機(jī)、模擬信號(hào)變換器、頻率/轉(zhuǎn)速表四、注意事項(xiàng)：1）轉(zhuǎn)速電機(jī)采用普通直流軸流風(fēng)機(jī)，在電壓恒定時(shí)轉(zhuǎn)速不一定穩(wěn)定，所以本實(shí)驗(yàn)只能是定性實(shí)驗(yàn)。2）轉(zhuǎn)速電機(jī)啟動(dòng)電壓為2.5V左右，它的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在2400轉(zhuǎn)/分左右。3）頻率/轉(zhuǎn)速表分辨率5轉(zhuǎn)/分，它的轉(zhuǎn)速檔內(nèi)部已設(shè)置為每12個(gè)脈沖為一轉(zhuǎn)，不能改變。4）實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1、如下圖為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖。將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器裝于轉(zhuǎn)動(dòng)源的傳感器調(diào)節(jié)支架上，探頭對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤(pán)表面的磁鋼，并距磁鋼約23mm，引線(xiàn)插入轉(zhuǎn)速傳感器插座。2、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出（實(shí)踐臺(tái)面上的信號(hào)輸出fo）端用軟線(xiàn)接到轉(zhuǎn)速/頻率表，轉(zhuǎn)速/頻率表置轉(zhuǎn)速檔。3、將模擬信號(hào)變換器V/V單元的輸出用軟線(xiàn)分別接到轉(zhuǎn)速電機(jī)前“外控輸入”端和數(shù)顯電壓表，抬起S16開(kāi)關(guān)，打開(kāi)模擬信號(hào)變換器電源。圖 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖4、調(diào)節(jié)模擬信號(hào)變換器V/V單元電位器，使電壓表示值從1V開(kāi)始逐步增加，使每次電壓表的示值增加為0.5V，待電機(jī)轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定后記錄該點(diǎn)的電壓表示值和轉(zhuǎn)速表示值（若示值不穩(wěn)定時(shí)可計(jì)算此時(shí)的平均值后記錄），并將數(shù)據(jù)記錄在表3中。表3：轉(zhuǎn)速電機(jī)輸入控制電壓和傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)之間關(guān)系表f（轉(zhuǎn)/分）V（v）六、習(xí)題：1、分析霍爾傳感器為什么能夠測(cè)量轉(zhuǎn)速。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄畫(huà)出轉(zhuǎn)速電機(jī)輸入控制電壓和傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)之間關(guān)系的曲線(xiàn)，分析轉(zhuǎn)速電機(jī)恒壓控制的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)六 壓阻式壓力傳感器特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈹U(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器輸出電壓和壓力之間關(guān)系的特性。二、基本原理：擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的工作原理是在單晶硅的基片上擴(kuò)散出P型或N型電阻條并接成電橋，在壓力作用下，基片產(chǎn)生應(yīng)力，根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，電阻條的電阻率會(huì)產(chǎn)生很大變化而引起電阻值的變化，把這一變化量引入測(cè)量電路，則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。三、需用器件與單元：壓力源(在主控箱內(nèi)，包括空壓機(jī)、數(shù)顯壓力表、流量計(jì)等)、壓阻式壓力傳感器、通用放大器（）、氣源連接導(dǎo)管、數(shù)顯電壓表。四、注意事項(xiàng)：1） 壓阻式壓力傳感器采用差壓式，有兩只氣咀一只為高壓咀（H），另一只為低壓咀（L）。使用時(shí)高壓咀（H）接壓力輸入，低壓咀（L）接大氣，最大壓力輸入為30Kpa。流量計(jì)上的調(diào)節(jié)旋鈕一般不要?jiǎng)?，否則會(huì)影響壓力輸出。2）電壓表分辨率為1/1999，即0.5/1000，并存在“1”個(gè)字的量化誤差，在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動(dòng)屬正?，F(xiàn)象。3）通用放大器()調(diào)零時(shí)數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。4）因壓力源有時(shí)輸出壓力不穩(wěn)定，所以用SET2003軟件操作時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)畫(huà)出的特性曲線(xiàn)不一定準(zhǔn)確。5）插計(jì)算機(jī)通訊線(xiàn)時(shí)注意對(duì)正小方形口。6）實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。五、實(shí)驗(yàn)步驟：（一）采用電壓表讀數(shù)：1、通用放大器（）的S5開(kāi)關(guān)置差壓傳感器檔，S7開(kāi)關(guān)抬起，輸出電壓V0用軟線(xiàn)連至電壓表，打開(kāi)通用放大器（）電源。2、放大器調(diào)零：先不要給傳感器加壓（壓力傳感器的高壓咀通大氣），將通用放大器（）Rw1、Rw3順時(shí)調(diào)至調(diào)最大，抬起S15開(kāi)關(guān)，調(diào)Rw2使第一級(jí)儀表專(zhuān)用放大器輸出Vo3為零；壓下S15開(kāi)關(guān)接入第二級(jí)反相放大器, 調(diào)Rw4使Vo4（Vo）為零。3、壓力源功率“控制方式”開(kāi)關(guān)置“手動(dòng)”位，（空壓機(jī)、流量計(jì)之間的氣管在內(nèi)部已接好），打開(kāi)壓力源電源開(kāi)關(guān)。4、將硬氣管一端插入壓力源面板上的氣源快速插座中(注意：管子拉出時(shí)請(qǐng)用手按住氣源插座邊緣往內(nèi)壓，則硬管可輕松拉出)，軟導(dǎo)管一端與壓力傳感器高壓咀（H）接通。5、調(diào)壓力傳感器的上限輸出值：調(diào)壓力源功率控制方式手動(dòng)電位器至壓力表顯示30 kpa，此時(shí)調(diào)通用放大器（）RW3使電壓表顯示值為5V左右，整個(gè)過(guò)程電位器Rw1、Rw2、Rw4不要?jiǎng)?。（若此時(shí)壓力源輸出壓力不能穩(wěn)定在30 kpa，可比30 kpa略高，調(diào)RW3使電壓表示值在5V左右。）6、調(diào)小壓力源功率控制方式手動(dòng)電位器，至壓力表顯示5kpa，記下電壓表讀數(shù)，逐步調(diào)大壓力，每隔5Kpa記錄一次壓力表和電壓表示值，填入表4中。若壓力源輸出壓力不能完全穩(wěn)定在期望設(shè)定值，可使它穩(wěn)定在一個(gè)接近值，同時(shí)在表4中記錄該實(shí)際壓力值。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以觀(guān)察到流量計(jì)的浮子懸在中間位置，說(shuō)明壓力源供氣正常。表4：壓力(kpa)51015202530電壓（mv） （二）采用特性軟件SET2003操作：1、操作步驟同（一）中1至5步。2、通用放大器（）的輸出用軟件連至計(jì)算機(jī)通訊口的CH1或CH2，計(jì)算機(jī)通信線(xiàn)接到特性插口，打開(kāi)計(jì)算機(jī)通訊口電源。3、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，在桌面上雙擊SET2003圖標(biāo)進(jìn)入特性軟件操作界面。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)置（實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭x擇單向單步；每格數(shù)值選擇5；被測(cè)量綱選擇壓力kpa）。其中對(duì)應(yīng)信號(hào)接到計(jì)算機(jī)通迅口CH1或CH2，選擇測(cè)量通道為A或B。4、調(diào)節(jié)壓力源功率控制方式手動(dòng)電位器，至壓力表顯示5kpa，按一次操作界面上的測(cè)量按鈕，并且每次調(diào)節(jié)電位器至壓力表顯示增加5kpa就按一次測(cè)量按鈕，在界面上曲線(xiàn)框中各個(gè)測(cè)量點(diǎn)被自動(dòng)連成一條平滑的曲線(xiàn)，界面上同時(shí)顯示當(dāng)前的測(cè)量電壓值。操作者可以把實(shí)際壓力和界面上顯示的電壓值記錄在表4中。六、習(xí)題：1作出壓力傳感器VP關(guān)系的特性曲線(xiàn)。2根據(jù)特性曲線(xiàn)計(jì)算壓力傳感器的靈敏度S和非線(xiàn)性誤差。實(shí)驗(yàn)七 應(yīng)變片電子秤實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)該實(shí)驗(yàn)熟悉應(yīng)變片及測(cè)量電路的原理；學(xué)習(xí)用應(yīng)變片及其測(cè)量電路來(lái)構(gòu)成稱(chēng)重電子秤的設(shè)計(jì)方法；學(xué)習(xí)稱(chēng)重系統(tǒng)的定標(biāo)方法及放大器的調(diào)零方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：我們平時(shí)所見(jiàn)到的電子秤有托盤(pán)和重量顯示裝置及核心數(shù)據(jù)處理電路，在傳感器工程實(shí)踐臺(tái)上為本實(shí)驗(yàn)提供的可用裝置有托盤(pán)、四孔懸臂梁（帶四片應(yīng)變片）、測(cè)量電橋、通用放大器、電壓表，因?yàn)閼?yīng)變片信號(hào)經(jīng)電橋、放大器后仍為模擬量，所以可以考慮用電壓表的示值代替重量示值顯示。電阻應(yīng)變式傳感器原理：該傳感器是由電阻應(yīng)變片和測(cè)量電路兩部分組成。電阻應(yīng)變片將被測(cè)試件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成電阻變化，測(cè)量電路則將該電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，再通過(guò)顯示單元就可以顯示被測(cè)力的大小了。電阻應(yīng)變片測(cè)力的基本原理是依靠電阻應(yīng)變效應(yīng)，即當(dāng)應(yīng)變片在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化的效應(yīng)。描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為R/R=K。式中R/R為電阻絲的電阻相對(duì)變化值，K為應(yīng)變靈敏系數(shù)，=L/L為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化值。應(yīng)變片的測(cè)量電路為電橋電路，按照電橋四臂中應(yīng)變片的接入數(shù)量多少又可分為全橋測(cè)量電路、半橋測(cè)量電路和單臂電橋測(cè)量電路。本實(shí)驗(yàn)所用的應(yīng)變片為金屬箔式應(yīng)變片，它是通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，用它來(lái)把被測(cè)部位的受力大小轉(zhuǎn)換成電阻值變化，通過(guò)電橋完成電阻到電壓的比例變化。電橋輸出信號(hào)進(jìn)一步通過(guò)通用放大器放大為實(shí)驗(yàn)可用的信號(hào)。如果電橋的四臂均接入應(yīng)變片所構(gòu)成的就是全橋測(cè)量電路，在全橋測(cè)量電路中，將受力狀態(tài)相同的兩片應(yīng)變片接入電橋?qū)?，不同的接入鄰邊，?shí)踐臺(tái)所提供的應(yīng)變片初始阻值是R1=R2=R3=R4，當(dāng)其變化值R1=R2=R3=R4時(shí)，全橋電路輸出電壓U01=KE（E為電橋供電電壓）。如應(yīng)變式傳感器安裝示意圖所示，四片應(yīng)變片分別安裝在四孔懸臂梁的上下兩側(cè)，當(dāng)托盤(pán)內(nèi)加砝碼后，上面的兩片受拉，下面的兩片受壓，把這四片應(yīng)變片按受力狀態(tài)對(duì)應(yīng)接入電橋電路中，電路的輸出就可反映出應(yīng)變片所受外力的大?。来a的重量）。三、 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：1本實(shí)驗(yàn)核心部分是如何用應(yīng)變片和測(cè)量電路構(gòu)成稱(chēng)重用電子秤的設(shè)計(jì)，根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)原理分析可以看到，應(yīng)變片和電橋構(gòu)成的測(cè)量系統(tǒng)輸出電壓可以反映應(yīng)變片所受外力的大小，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將電橋的輸出放大并合理的調(diào)整，通過(guò)電壓表顯示的電壓值應(yīng)該可以反映托盤(pán)中砝碼的質(zhì)量（與應(yīng)變式傳感器所受外力的大小成正比）。圖 應(yīng)變式傳感器安裝示意圖2在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要對(duì)應(yīng)變傳感器的輸出進(jìn)行合理的定標(biāo)。如：我們可以認(rèn)為托盤(pán)不加砝碼的時(shí)候（零負(fù)載）為電子秤的稱(chēng)重下限，當(dāng)托盤(pán)中加十個(gè)砝碼的時(shí)候?yàn)殡娮映拥姆Q(chēng)重上限，在這兩點(diǎn)上電子秤的顯示（電壓表的示值）應(yīng)分別為電子秤的上下限值。若此兩點(diǎn)的值不正確，可通過(guò)調(diào)整電橋平衡、通用放大器的零點(diǎn)和增益來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體可參考有關(guān)實(shí)驗(yàn)的通用放大器調(diào)整方法。3本實(shí)驗(yàn)所用的應(yīng)變式傳感器的線(xiàn)性特性在實(shí)踐臺(tái)內(nèi)部已經(jīng)調(diào)整好，學(xué)生在定標(biāo)時(shí)只要使上下限和期望的輸出值對(duì)應(yīng)即可。4在本實(shí)驗(yàn)中電壓表作為電子秤的顯示表頭，它的輸出量單位可以看成質(zhì)量單位克（g），實(shí)際是電壓的單位伏（V）或毫伏（mV）。5電子秤最大量程500g，砝碼在拿取時(shí)一定要輕拿輕放，以免過(guò)大外力的沖擊損壞傳感器。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要把砝碼從托盤(pán)中取下，以免長(zhǎng)期的外力作用影響應(yīng)變片的性能。6實(shí)驗(yàn)中所提供的每個(gè)砝碼質(zhì)量約為20克，學(xué)生在用十個(gè)砝碼對(duì)電子秤定標(biāo)的時(shí)候可以把上下限定標(biāo)在0克和200克。7實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。四、設(shè)計(jì)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1利用實(shí)踐臺(tái)的儀器設(shè)備（四孔懸臂梁、托盤(pán)、電橋、放大器、電壓表）設(shè)計(jì)一臺(tái)電子秤。電橋最好采用全橋接法。2利用十個(gè)砝碼（每個(gè)約20克）定標(biāo)電子秤，即使電子秤在零負(fù)載和加滿(mǎn)十個(gè)砝碼時(shí)秤的表頭的顯示為秤的實(shí)際稱(chēng)重值。3逐一往托盤(pán)上加砝碼，記錄秤表頭的示值；當(dāng)加滿(mǎn)十個(gè)砝碼后再逐一的減砝碼，記錄秤表頭的示值。4將實(shí)驗(yàn)記錄和理想值比較，評(píng)價(jià)電子秤的精度，分析誤差來(lái)源。5把電橋分別接成單臂電橋和半橋，只調(diào)節(jié)電橋平衡電位器使電子秤零負(fù)載時(shí)秤表頭示值為零，同第3步操作，逐一的向托盤(pán)上加砝碼，再減砝碼記錄秤表頭的示值，并把記錄結(jié)果和全橋接法時(shí)的結(jié)果比較，分析原因。6完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)八 電渦流傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器輸出電壓和被測(cè)位移之間關(guān)系的特性與應(yīng)用。二、基本原理：通以高頻電流的線(xiàn)圈會(huì)產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，當(dāng)有導(dǎo)體接近該磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體表面產(chǎn)生渦流效應(yīng)，而渦流效應(yīng)的強(qiáng)弱與該導(dǎo)體與線(xiàn)圈的距離有關(guān)，因此通過(guò)檢測(cè)渦流效應(yīng)的強(qiáng)弱即可以進(jìn)行導(dǎo)體與線(xiàn)圈間的位移測(cè)量。三、需用器件與單元：電渦流傳感器、直線(xiàn)位移執(zhí)行器、被測(cè)導(dǎo)體、測(cè)微頭、電渦流傳感器測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)顯電壓表四、注意事項(xiàng)：1）渦流效應(yīng)的強(qiáng)弱和被測(cè)導(dǎo)體的材料有很大關(guān)系，這里被測(cè)導(dǎo)體的材料是45號(hào)鋼。探頭安裝的時(shí)候要對(duì)準(zhǔn)并輕輕頂住直線(xiàn)位移執(zhí)行器圓盤(pán)上的小圓片（45號(hào)鋼）。2）受被測(cè)導(dǎo)體材料的影響，每只電渦流傳感器都有特定的位移特性，位移特性唯一。3) 電壓表分辨率為1/1999，即0.5/1000，并存在“1”個(gè)字的量化誤差，在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動(dòng)屬正?，F(xiàn)象。4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。5) 實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。6）測(cè)微頭的讀數(shù)和實(shí)際位移之間的關(guān)系為：實(shí)際位移=20mm-測(cè)微頭讀數(shù)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)填實(shí)際位移值。7）測(cè)微頭要正確讀數(shù)，避免機(jī)械間隙誤差，測(cè)微頭分辨力為0.01mm。8）插傳感器接頭和計(jì)算機(jī)通訊線(xiàn)時(shí)注意對(duì)正小方形口。9）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)反復(fù)測(cè)量幾次取平均值作為結(jié)果，以得到更為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。10）實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)調(diào)整位移執(zhí)行器的全量程輸出在5V左右，電渦流傳感器測(cè)量系統(tǒng)面板上的Rw1應(yīng)調(diào)至盡量大。五、實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)過(guò)程可參照霍爾傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)，可采用電壓表讀數(shù)或特性軟件實(shí)驗(yàn)兩種方法，實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)表格自擬，位移每增加0.5mm記錄一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)基本不變時(shí)停止記錄。六、習(xí)題：1根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄作出V-X之間關(guān)系的特性曲線(xiàn)。2計(jì)算特性曲線(xiàn)的（1）線(xiàn)性起點(diǎn)X0；(2) 線(xiàn)性范圍；(3)靈敏度S和非線(xiàn)性誤差。 實(shí)驗(yàn)九 差動(dòng)變壓器傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器輸出電壓和被測(cè)位移之間關(guān)系的特性與應(yīng)用。二、基本原理：差動(dòng)變壓器由一只初級(jí)線(xiàn)圈和二只次級(jí)線(xiàn)圈及一個(gè)鐵芯組成，根據(jù)內(nèi)外層排