DH-SJ2基本傳感器型物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、DH-SJ2基本傳感器型物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書杭州大華科教儀器研究所杭州大華儀器制造有限公司目 錄第一部分 產(chǎn)品簡介 2第二部分 實(shí)驗(yàn)部分 5 一、應(yīng)變片性能單臂電橋 5 二、應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較 7 三、移相器實(shí)驗(yàn) 9四、相敏檢波器實(shí)驗(yàn) 10 五、應(yīng)變片交流全橋?qū)嶒?yàn) 12 六、交流全橋的應(yīng)用振幅測量 14 七、交流全橋的應(yīng)用電子秤 15 八、差動(dòng)變壓器（互感式）的性能 17 九、差動(dòng)變壓器(互感式)零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償 18 十、差動(dòng)變壓器(互感式)的標(biāo)定 19 十一、差動(dòng)變壓器(互感式)的應(yīng)用振幅測量 20 十二、差動(dòng)變壓器(互感式)的應(yīng)用電子秤 21 十三、差動(dòng)螺管式(自感式

2、)傳感器的靜態(tài)位移性能 22 十四、差動(dòng)螺管式(自感式)傳感器的動(dòng)態(tài)位移性能 23 十五、霍爾式傳感器的直流激勵(lì)靜態(tài)位移特性 24 十六、霍爾式傳感器的應(yīng)用電子秤 25 十七、霍爾式傳感器的交流激勵(lì)靜態(tài)位移特性 26 十八、霍爾式傳感器的應(yīng)用振幅測量 27 十九、磁電式傳感器的性能 28 二十、壓電傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn) 29 二十一、壓電傳感器引線電容對(duì)電壓放大器、電荷放大器的影響 30 二十二、差動(dòng)面積式電容傳感器的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性 32 二十三、擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)33 二十四、氣敏傳感器（MQ3）實(shí)驗(yàn) 35 二十五、濕敏電阻（RH）實(shí)驗(yàn) 37 二十六、光電傳感器測轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn) 38 二十

3、七、熱釋電人體接近實(shí)驗(yàn) 39 第三部分 結(jié)構(gòu)安裝及相關(guān)說明 40 第一部分 產(chǎn)品簡介一、DH-SJ2物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)基本型傳感器 實(shí)驗(yàn)裝置主要由五部分組成：傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一、九孔板接口平臺(tái)、頻率振蕩器DH-WG2、直流恒壓源DH-VC2和處理電路模塊。 傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一部分：裝有雙平行振動(dòng)梁（包括應(yīng)變片上下各2片、梁自由端的磁鋼）、雙平行梁測微頭及支架、振動(dòng)盤（裝有磁鋼，用于固定霍爾傳感器的二個(gè)半圓磁鋼、差動(dòng)變壓器的可動(dòng)芯子、電容傳感器的動(dòng)片組、磁電傳感器的可動(dòng)芯子、壓電傳感器），具體安裝部位參看第三部分結(jié)構(gòu)安裝說明。 九孔板接口平臺(tái)部分：九孔板作為開放式和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一個(gè)橋梁（平臺(tái)）； 頻率振蕩器

4、DH-WG2部分：包括音頻振蕩器和低頻振蕩器； 直流恒壓源DH-VC2部分：提供實(shí)驗(yàn)時(shí)所必須的電源； 處理電路模塊部分：電橋模塊（提供元件和參考電路，由學(xué)生自行搭建）、差動(dòng)放大器、電容放大器、電壓放大器、移相器、相敏檢波器、電荷放大器、低通濾波器、調(diào)零、增益、移相等模塊組成。 本套實(shí)驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)思想主要是：、九孔板接口平臺(tái)可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦的能力，從中建立起創(chuàng)新能力以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要； 、傳感器已經(jīng)成為各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵部分，為此我們以傳感器作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)象，讓學(xué)生了解和掌握傳感器的基本知識(shí)及其應(yīng)用，為今后的學(xué)習(xí)、工作和生活打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。 本套儀器的特點(diǎn)：具有設(shè)計(jì)性、趣味性、開放性和可擴(kuò)展性

5、，實(shí)驗(yàn)時(shí)大量重復(fù)的接線和調(diào)試以及后續(xù)的數(shù)據(jù)處理、分析，可以加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器構(gòu)造和原理的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生耐心仔細(xì)的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。非常適合大中專院校開展開放性實(shí)驗(yàn)室。儀器采用了性能比較穩(wěn)定、品質(zhì)較高的敏感器件和較為合理、成熟的電路設(shè)計(jì)。二、主要技術(shù)參數(shù)、性能及說明（一）、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一部分： 雙平行振動(dòng)梁的自由端及振動(dòng)盤裝有磁鋼，通過測微頭或激振線圈接入低頻振蕩器V0可做靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測量。 應(yīng)變梁：應(yīng)變梁采用不銹鋼片，雙梁結(jié)構(gòu)端部有較好的線性位移。傳感器：1、差動(dòng)變壓器量程:5mm；直流電阻：510；由一個(gè)初級(jí)、二個(gè)次級(jí)線圈繞制而成的透明空心線圈，鐵芯為軟磁鐵氧體。2、霍爾式傳感器量

6、程: ±2mm；直流電阻：激勵(lì)源端口：8001.5K；輸出端口：300500。 3、電容式傳感器量程：±2mm；由兩組定片和一組動(dòng)片組成的差動(dòng)變面積式電容。 4、壓阻式壓力傳感器 量程：10Kpa(差壓)； 供電電壓：6V；直流電阻：Vs+Vs-：5K5.5K；Vo+Vo-：5K5.5K。5、壓電加速度計(jì)PZT-5雙壓電晶片和銅質(zhì)量塊構(gòu)成；諧振頻率：10KHz；電荷靈敏度：q20pc/g。6、應(yīng)變式傳感器箔式應(yīng)變片阻值：350；應(yīng)變系數(shù)：2。7、磁電式傳感器 0 .21×1000；直流電阻：3040；由線圈和動(dòng)鐵（永久磁鋼）組成；靈敏度：0.5v/ms。8、光電傳

7、感器由一只紅外發(fā)射管與接收管組成。9、氣敏傳感器MQ3適用氣體：酒精；測量范圍：502000ppm。10、濕敏電阻高分子薄膜電阻型：RH幾M幾K ；響應(yīng)時(shí)間：吸濕、脫濕小于10秒。濕度系數(shù)：0.5RH%/；測量范圍：1095；工作溫度：050。11、熱釋電傳感器遠(yuǎn)紅外式，主要由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。（二）、信號(hào)處理及變換： 1、電橋模塊：提供相關(guān)參數(shù)的器件，由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要自行搭建。2、差動(dòng)放大器：通頻帶010kHz可接成同相、反相，差動(dòng)結(jié)構(gòu)，增益為1100倍的直流放大器。3、電容變換器：由高頻振蕩，放大和雙T電橋組成的處理電路。4、電壓放大器：增益約為7.8倍，

8、同相輸入，通頻帶010KHz。5、移相器：允許最大輸入電壓10VP-P，移相范圍±20º。6、相敏檢波器：可檢波電壓頻率010kHz，允許最大輸入電壓10VP-P，由 極性反轉(zhuǎn)整形電路與電子開關(guān)構(gòu)成的檢波電路。7、電荷放大器：電容反饋型放大器，用于放大壓電傳感器的輸出信號(hào)。8、低通濾波器：由50Hz陷波器和RC濾波器組成，轉(zhuǎn)折頻率35Hz左右。（三）、頻率振蕩器DH-WG2部分： 1、音頻振蕩器：0.4KHz10KHz輸出連續(xù)可調(diào)，VP-P值20V，180°、0°反相輸出，Lv端最大功率輸出電流0.5A。 2、低頻振蕩器：130Hz輸出連續(xù)可調(diào)，VP-P

9、值20V，最大輸出電流0.5A。 （四）、振動(dòng)梁、測微頭： 雙平行式懸臂梁一副（裝有應(yīng)變片與振動(dòng)盤相連），梁端裝有永久磁鋼、激振線圈和可拆卸式螺旋測微頭，可進(jìn)行壓力位移與振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。（五）、直流恒壓源DH-VC2部分： 直流±15V，主要提供給各芯片電源；±2V、±4V、±6V分三檔輸出，提供給實(shí)驗(yàn)時(shí)的直流激勵(lì)源；012V：Max 1A作為電機(jī)電源或作其它電源。三、附錄 附錄部分主要包括實(shí)驗(yàn)時(shí)的結(jié)構(gòu)安裝圖示和各模塊的電氣連接圖示說明，以及實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)參考信息。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請認(rèn)真仔細(xì)閱讀本講義及相關(guān)注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，請嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟和接線圖完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

10、。由于各模塊是完全獨(dú)立的，所以接線比較繁瑣，請各位同學(xué)要認(rèn)真檢查之后，確認(rèn)接線正確之后，方可通電實(shí)驗(yàn)，否則，會(huì)燒壞芯片。設(shè)計(jì)和思考問題部分，同學(xué)可以查閱相關(guān)資料或請教老師完成所要求的內(nèi)容。特別說明：直流恒壓源DH-VC2 做實(shí)驗(yàn)時(shí)，所需要用到的地都需要接在一起。實(shí)驗(yàn)時(shí)不要晃動(dòng)或者搖動(dòng)實(shí)驗(yàn)桌以及相關(guān)的儀器設(shè)備和線路，以免導(dǎo)致線路接觸不良，使實(shí)驗(yàn)無法正常進(jìn)行。第二部分 實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片性能單臂電橋?qū)嶒?yàn)?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片，單臂單橋的工作原理和工作情況。所需模塊及儀器設(shè)備： 直流恒壓源DH-VC2、電橋模塊（只提供器件）、差動(dòng)放大器（含調(diào)零模塊）、測微頭及連接件、應(yīng)變片、萬用表、九

11、孔板接口平臺(tái)和傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一。旋鈕初始位置： 直流恒壓源DH-VC2±4V檔，萬用表打到2V檔，差動(dòng)放大增益中間位置。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、了解所需模塊、器件設(shè)備等，觀察梁上的應(yīng)變片，應(yīng)變片為棕色襯底箔式結(jié)構(gòu)小方薄片。上下二片梁的外表面各貼二片受力應(yīng)變片。測微頭在雙平行梁后面的支座上，可以上、下、前、后、左、右調(diào)節(jié)。安裝測微頭時(shí)，應(yīng)注意是否可以到達(dá)磁鋼中心位置； 2、差動(dòng)放大器調(diào)零：V+接至直流恒壓源的+15V,V-接至-15V,調(diào)零模塊的GND與差動(dòng)放大器模塊的GND相連，VREF與VREF相連，V+與V+相連，再用導(dǎo)線將差動(dòng)放大器的輸入端同相端VP（）、反相端VN（）與地短接。用萬用表

12、測差動(dòng)放大器輸出端的電壓；開啟直流恒壓源；調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使萬用表顯示為零； 3、根據(jù)圖1接線R1、R2、R3為電橋模塊的固定電阻，R4則為應(yīng)變片；將直流恒壓源的打至±4V檔，萬用表置20V檔。開啟直流恒壓源，調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)中的電位器W1，使萬用表顯示為零；圖1 4、將測微頭轉(zhuǎn)動(dòng)到10mm刻度附近，安裝到雙平等梁的自由端（與自由端磁鋼吸合），調(diào)節(jié)測微頭支柱的高度（梁的自由端跟隨變化）使萬用表顯示最小，再旋動(dòng)測微頭，使萬用表顯示為零（細(xì)調(diào)零），并記下此時(shí)測微頭上的刻度值（要準(zhǔn)確無誤地讀出測微頭上的刻度值）。 5、往下或往上旋動(dòng)測微頭，使梁的自由端產(chǎn)生位移(X)記下萬用表顯示的值。建議每旋

13、動(dòng)測微頭一周即X0.5mm記一個(gè)數(shù)值填入下表：X（mm）U（mv） 6、據(jù)所得結(jié)果計(jì)算靈敏度SUX（式中X為梁的自由端位移變化，U為相應(yīng)萬用表顯示的電壓相應(yīng)變化）。 7、在托盤未放砝碼之前，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個(gè)數(shù)值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=UW，并作出U-W關(guān)系曲線，U為電壓變化率，W為相應(yīng)的重量變化率。(重量用W表示，電壓用U表示，后面所用，與此相同，不再另作說明。)W（g）20406080100120U（mv）問題：(1) 本實(shí)驗(yàn)電路對(duì)直流恒壓源和放大器有何要求？(2) 根據(jù)原理圖，簡要分析差動(dòng)放大器的工作原理。注意事項(xiàng)：(1)在記錄數(shù)據(jù)

14、之前，請將測微頭調(diào)至一個(gè)合適位置。合適位置：指的是測微頭螺桿最長及最短時(shí)，萬用表示數(shù)的范圍要足夠大。調(diào)節(jié)方法：通過調(diào)整測微頭支桿座的高度來實(shí)現(xiàn)；(2)在旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)，請不要轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭支桿。實(shí)驗(yàn)二 金屬箔式應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證單臂、半橋、全橋的性能及相互之間關(guān)系。所需模塊及儀器設(shè)備： 直流恒壓源DH-VC2、差動(dòng)放大器、電橋模塊、萬用表、測微頭及連接件、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一、應(yīng)變片和九孔板接口平臺(tái)。旋鈕初始位置：直流恒壓源±4V檔，萬用表打到2V檔，差動(dòng)放大器增益中間位置。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、差動(dòng)放大器調(diào)零：V+接至直流恒壓源的+15V,V-接至-15V,調(diào)零模塊的GND與差

15、動(dòng)放大器模塊的GND相連，VREF與VREF相連，V+與V+相連，再用導(dǎo)線將差動(dòng)放大器的輸入端同相端VP（）、反相端VN（）與地短接。用萬用表測差動(dòng)放大器輸出端的電壓；開啟直流恒壓源；調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使萬用表顯示為零。2、按圖2接線，圖中RX為應(yīng)變片，r及W1為可調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。圖2 3、安裝和調(diào)整測微頭到磁鋼中心位置并使雙平行梁處于水平位置(目測)，記下該刻度值，再將直流恒壓源打到±4V檔。選擇適當(dāng)?shù)姆糯笤鲆?，然后調(diào)節(jié)電橋平衡電位器W1，使萬用表顯示為零。4、旋轉(zhuǎn)測微頭，使梁移動(dòng)，每隔0.5mm讀一個(gè)數(shù)，將測得數(shù)值填入下表，然后關(guān)閉直流恒壓源：X（mm）U（mv）5、保持放大器增益不變，將

16、R3固定電阻換為與RX工作狀態(tài)相反的另一應(yīng)變片即取二片受力方向不同應(yīng)變片，形成半橋，調(diào)節(jié)測微頭使梁到水平位置（目測），調(diào)節(jié)電橋W1使萬用表顯示表顯示為零，重復(fù)（4）過程同樣測得讀數(shù)，填入下表：X（mm）U（mv）6、保持差動(dòng)放大器增益不變，將R1，R2兩個(gè)固定電阻換成另兩片受力應(yīng)變片（即R1換成，R2換成 ）組橋時(shí)只要掌握對(duì)臂應(yīng)變片的受力方向相同，鄰臂應(yīng)變片的受力方向相反即可，否則相互抵消沒有輸出。接成一個(gè)直流全橋，調(diào)節(jié)測微頭使梁到水平位置，調(diào)節(jié)電橋W1同樣使萬用表顯示為零。重復(fù)（4）過程將讀出數(shù)據(jù)填入下表： X（mm）U（mv） 7、在同一坐標(biāo)紙上描出X-U曲線，比較三種接法的靈敏度。注意事

17、項(xiàng)： (1) 在更換應(yīng)變片時(shí)應(yīng)將直流恒壓源關(guān)閉。(2) 在實(shí)驗(yàn)過程中如有發(fā)現(xiàn)萬用表發(fā)生過載，應(yīng)將電壓量程擴(kuò)大。(3) 在本實(shí)驗(yàn)中只能將放大器接成差動(dòng)形式，否則系統(tǒng)不能正常工作。(4) 直流恒壓源為±4V不能打的過大，以免損壞應(yīng)變片或造成嚴(yán)重自熱效應(yīng)。（5）接全橋時(shí)請注意區(qū)別各片子的工作狀態(tài)方向。實(shí)驗(yàn)三 移相器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私膺\(yùn)算放大器構(gòu)成的移相電路的原理及工作情況所需模塊及儀器設(shè)備： 移相器、頻率振蕩器DH-WG2（音頻振蕩器）、直流恒壓源、雙蹤示波器和九孔板接口平臺(tái)實(shí)驗(yàn)步驟：1、 按圖3接線。 圖32、將音頻振蕩器的信號(hào)引入移相器的輸入端（音頻信號(hào)從0o、180o插口輸出均可）；

18、3、打開恒壓源，將示波器的兩根線分別接到移相的輸入和輸出端，調(diào)整示波器，觀察示波器的波形。4、旋動(dòng)移相器上的移相電位器，觀察兩個(gè)波形間相位的變化。5、改變音頻振蕩器的頻率,觀察不同頻率的最大移相范圍。問題：1、試分析本移相器的工作原理及觀察到的現(xiàn)象。提示：A2、R3、R4、R5、C2超前移相，在R3R4=R5時(shí)，KF1（j）=Vo1/Vi1=-(1-j R3C2)/(1+jR3C2), =1, F1()= -tg-12R3C2。A3、R6、R7、Rw、C3滯后移相，在R6R7時(shí)，KF2（j）=Vo2/Vi2=(1-jRwC3)/(1+jRwC3), =1, F2()=- tg-12 RWC3，

19、2f。分析：f一定時(shí)Rw=010K相移，及Rw一定時(shí)，f變化相移。2、如果將雙蹤示波器改為單蹤示波器，兩路信號(hào)分別從軸和軸送入，根據(jù)李沙育圖形是否可完成此實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)四 相敏檢波器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私庀嗝魴z波器的原理和工作情況。所需模塊及儀器設(shè)備： 相敏檢波器、移相器、頻率振蕩器DH-WG2（音頻振蕩器）、雙蹤示波器、直流恒壓源DH-VC2、低通濾波器、萬用表和九孔板接口平臺(tái)。旋鈕初始位置: 音頻振蕩器頻率為4KHz，幅度置最小，直流恒壓源輸出置于±2V檔。實(shí)驗(yàn)步驟：1、根據(jù)圖4A的電路接線，相敏檢波器的V+、V-分別接至DH-VC2的+15V、-15V，GND接GND ,將音頻振蕩器的

20、信號(hào)0°輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端Vi，把直流恒壓源2V輸出接至相敏檢波器的參考輸入端DC，把示波器兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端Vi和輸出端V0組成一個(gè)測量線路。圖4A2、調(diào)整好示波器，開啟恒壓源，調(diào)整音頻振蕩器的幅度峰峰值為4V。觀察輸入和輸出波的相位和幅值關(guān)系。3、改變參考電壓的極性（除去直流恒壓源2V輸出端與相敏檢波器參考輸入端DC的連線，把直流恒壓源的2V輸出接至相敏檢波器的參考輸入端DC），觀察輸入和輸出波形的相位和幅值關(guān)系。由此可得出結(jié)論，當(dāng)參考電壓為正時(shí)，輸入和輸出 相，當(dāng)參考電壓為負(fù)時(shí)，輸入和輸出 相，此電路的放大倍數(shù)為 倍。圖4B4、關(guān)閉恒壓源，根據(jù)圖4

21、B電路重新接線，將音頻振蕩器的信號(hào)從0°輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端Vi，將從0°輸出端輸出接至相敏檢波器的參考輸入端Vr，把示波器的兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入Vi和輸出端V0，將相敏檢波器輸出端V0同時(shí)與低通濾波器的輸入端連接起來，將低通濾波器的輸出端與萬用表連接起來，組成一個(gè)測量線路。（此時(shí)，萬用表置于20V檔）。 5、開啟恒壓源，調(diào)整音頻振蕩器的輸出幅度Vip-p，同時(shí)記錄萬用表的讀數(shù)Vo，填入下表。單位：VVip-pVo6、關(guān)閉恒壓源，根據(jù)圖4C的電路重新接線，將音頻振蕩器的信號(hào)從0°輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端Vi，將180°輸出端

22、輸出接至移相器的輸入端，移相器的輸出端接至相敏檢波器的參考輸入端Vr，把示波器的兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端Vi和輸出端V0，將相敏檢波器輸出端V0同時(shí)與低通濾波器輸入端連接起來，將低通濾波器的輸出端與萬用表連接起來，組成一測量線路。圖4C 7、開啟恒壓源，轉(zhuǎn)動(dòng)移相器上的移相電位器，觀察示波器上顯示的波形及萬用表上的讀數(shù)，使得輸出最大。8、調(diào)整音頻振蕩器的輸出幅度，同時(shí)記錄萬用表的讀數(shù)，填入下表。單位：VVip-pV0思考： 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道相敏檢波器的作用是什么?移相器在實(shí)驗(yàn)線路中的作用是什么？（即參考端輸入波形相位的作用）2、在完成第四步后，將示波器兩根輸入線分別接至相敏

23、檢波器的輸入端Vi和附加觀察端和，觀察波形來回答相敏檢波器中的整形電路是將什么波轉(zhuǎn)換成什么波，相位如何？起什么作用？3、當(dāng)相敏檢波器的輸入與開關(guān)信號(hào)同相時(shí)，輸出是什么極性的什么波，萬用表的讀數(shù)是什么極性的最大值。實(shí)驗(yàn)五 金屬箔式應(yīng)變片交流全橋?qū)嶒?yàn)?zāi)康模毫私饨涣鞴╇姷乃谋蹜?yīng)變電橋的原理和工作情況。所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、電橋模塊、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、萬用表、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一、應(yīng)變片、測微頭及連接件、直流恒壓源、九孔板接口平臺(tái)和雙蹤示波器。旋鈕初始位置：音頻振蕩器幅度擰至中間位置，萬用表打到20V檔，差動(dòng)放大器增益旋至最大。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、差動(dòng)放大器調(diào)零：V+接至直

24、流恒壓源的+15V,V-接至-15V,調(diào)零模塊的GND與差動(dòng)放大器模塊的GND相連，VREF與VREF相連，V+與V+相連，再用導(dǎo)線將差動(dòng)放大器的輸入端同相端VP（）、反相端VN（）與地短接。用萬用表測差動(dòng)放大器輸出端的電壓；開啟直流恒壓源；調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益到最大位置，然后調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零旋鈕使萬用表顯示為零。2、按圖5接線，圖中R1、R2、R3、R4為應(yīng)變片；W1、W2、C、r為交流電橋調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)，電橋交流激勵(lì)源必須從音頻振蕩器的LV口引入。圖53、用手按住振動(dòng)梁（雙平行梁）的自由端。旋轉(zhuǎn)測微頭使測微頭脫離振動(dòng)梁自由端并遠(yuǎn)離。將萬用表打至20V檔，示波器軸掃描時(shí)間切換到0.10.5

25、ms（以合適為宜），Y軸CH1或CH2打至5V/div，音頻振蕩器的頻率旋鈕置5KHz，幅度旋鈕置1/4幅度。開啟恒壓源，調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)中的W1和W2，使萬用表和示波器顯示最小，再把萬用表和示波器Y軸的切換開關(guān)分別置2V檔和50mv/div，細(xì)調(diào)W1和W2及差動(dòng)放大器調(diào)零旋鈕，使萬用表的顯示值最小，示波器的波形大致為一條水平線（萬用表顯示值與示波器圖形不完全相符時(shí)二者兼顧即可）。再用手按住梁的自由端產(chǎn)生一個(gè)大位移。調(diào)節(jié)移相器的移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波的圖形：放手后，梁復(fù)原，示波器圖形基本成一條直線。4、在雙平行梁的自由端裝上測微頭，旋轉(zhuǎn)測微頭使萬用表顯示為零，以后每轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭一周即0.5m

26、m，萬用表顯示值記錄下表：X（mm）Uo（v） 根據(jù)所得數(shù)據(jù)，作出Uo-X曲線，找出線性范圍，計(jì)算靈敏度SUX，并與以前直流全橋?qū)嶒?yàn)結(jié)果相比較。5、實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉恒壓源。思考：在交流電橋中，必須有 兩個(gè)可調(diào)參數(shù)才能使電橋平衡，這是因?yàn)殡娐反嬖?而引起的。實(shí)驗(yàn)六 交流全橋的應(yīng)用振幅測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕緦?shí)驗(yàn)了解交流激勵(lì)的金屬箔式應(yīng)變片電橋的應(yīng)用。所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、電橋模塊、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、萬用表、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一、應(yīng)變片、直流恒壓源、頻率計(jì)、九孔板接口平臺(tái)和雙蹤示波器。旋鈕初始位置：低頻振蕩器頻率置合適位置，幅度為最小，差放增益置合適位置。實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖5

27、接線，并且保持實(shí)驗(yàn)(1)、(2)、(3)的步驟。2、將低頻振蕩器的輸出端接至激振輸入端，低頻振蕩器的幅度旋鈕置合適位置，并用頻率計(jì)監(jiān)測低頻振蕩器的輸出端，開啟直流恒壓源，雙平行梁在振動(dòng)，慢慢調(diào)節(jié)低頻振蕩器頻率旋鈕，使梁振動(dòng)比較明顯，如梁振幅不夠大，可調(diào)大低頻振蕩器的幅度。3、將音頻振蕩器的頻率調(diào)至1KHz左右，幅度為10Vp-p.(頻率用頻率計(jì)監(jiān)測，幅度用示波器監(jiān)測)4、將示波器的X軸掃描旋鈕切換到ms/div級(jí)檔，Y軸切換到50mv/div或0.1v/div，分別觀察差放輸出端、相敏檢波輸出端，低通輸出端波形。并描出各級(jí)波形，改變低頻振蕩器頻率，可測得相應(yīng)的電壓峰峰值（低通濾波器輸出端VoP

28、-P）,填入下表，并作出幅頻曲線：f(Hz)VoP-P(mv)做完以上實(shí)驗(yàn)，可反復(fù)調(diào)節(jié)線路中的各旋鈕,用示波器觀察各輸出環(huán)節(jié)波形的變化，加深實(shí)驗(yàn)體會(huì)并了解各旋鈕的作用。實(shí)驗(yàn)七 交流全橋的應(yīng)用電子秤實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨涣鞴╇姷慕饘俨綉?yīng)變片電橋的實(shí)際應(yīng)用。所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、電橋模塊、差動(dòng)放大器、移相器、低通濾波器、萬用表、砝碼、直流恒壓源、應(yīng)變片、九孔板接口平臺(tái)和傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、按圖7接線，圖中R1、R2、R3、R4為應(yīng)變片；W1、W2、C、r為交流電橋調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)，電橋交流激勵(lì)源必須從音頻振蕩器的LV輸出口引入。圖72、將萬用表的打至20V檔，示波器軸掃描時(shí)間切換到

29、0.10.5ms，Y軸CH1或CH2打至5V/div，音頻振蕩器的頻率旋鈕置5KHz，幅度旋鈕置1/4幅度。開啟恒壓源，調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)中的W1和W2，使萬用表和示波器,顯示最小，再把萬用表和示波器Y軸的切換開關(guān)分別置2V檔和50mv/div，細(xì)調(diào)W1和W2及差動(dòng)放大器調(diào)零旋鈕，使萬用表的顯示值最小，示波器的波形為一條水平線（萬用表顯示值與示波器圖形不完全相符時(shí)二者兼顧即可）?，F(xiàn)用手按住梁的自由端產(chǎn)生一個(gè)大位移。調(diào)節(jié)移相器的移相電位器，使示波器顯示全波檢波的圖形,放手后，梁復(fù)原，示波器圖形基本成一條直線。 3、在梁的自由端加上砝碼，調(diào)節(jié)差放增益旋鈕，使萬用表顯示對(duì)應(yīng)的量值，去除所有砝碼，調(diào)W1使萬

30、用表顯示為零，這樣重復(fù)幾次即可。4、在梁自由端（磁鋼處同一個(gè)點(diǎn)上）逐一加上砝碼，把萬用表的顯示值填入下表。并計(jì)算靈敏度SU/W。W(g)U(v)5、梁自由端放一個(gè)重量未知的重物，記錄萬用表的顯示值，得出未知重物的重量注意事項(xiàng)： 砝碼和重物應(yīng)放在梁自由端的磁鋼上的同一點(diǎn)。設(shè)計(jì)：要將這個(gè)電子秤方案投入實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)如何改進(jìn)？實(shí)驗(yàn)八 差動(dòng)變壓器（互感式）的性能實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器原理及工作情況。所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、測微頭及連接件、示波器、九孔板接口平臺(tái)、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一和差動(dòng)線圈與鐵芯連接件等。旋鈕初始位置：音頻振蕩器4KHz8KHz之間。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、先將差動(dòng)線圈及其鐵芯連接件安裝

31、在傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一的振動(dòng)盤上，再按圖8接線,音頻振蕩器（必須Lv輸出）、示波器連接起來，組成一個(gè)測量線路。打開直流恒壓源，將示波器探頭分別接至差動(dòng)變壓器的輸入端和輸出端，觀察差動(dòng)變壓器源邊線圈音頻振蕩器激勵(lì)信號(hào)峰峰值為2V。通過觀察CH2波形，并調(diào)節(jié)鐵芯上下的位置使CH2的波形幅度為最小。 圖8 2、轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭使測微頭與傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一的磁鋼吸合，并使示波器上的波形輸出幅度為最小，記下測微頭上的刻度值。3、往下旋動(dòng)測微頭，使傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一產(chǎn)生位移。每位移0.5mm，用示波器讀出差動(dòng)變壓器輸出端的峰峰值填入下表，根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度S。SUX（式中U為電壓變化，X為相應(yīng)傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一的位移變化），

32、作出U-X關(guān)系曲線。X(mm)Uop-p(mv)思考： 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指出線性范圍。 2、當(dāng)差動(dòng)變壓器中磁棒的位置由上到下變化時(shí)，雙蹤示波器觀察到的波形相位會(huì)發(fā)生怎樣的變化？3、用測微頭調(diào)節(jié)振動(dòng)平臺(tái)位置，使示波器上觀察到的差動(dòng)變壓器的輸出端信號(hào)為最小，這個(gè)最小電壓稱作什么？是什么原因造成的？實(shí)驗(yàn)九 差動(dòng)變壓器（互感式）零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f明如何用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)線路對(duì)殘余電壓進(jìn)行補(bǔ)償。所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、測微頭及連接件、電橋模塊、差動(dòng)線圈與鐵芯連接件、差動(dòng)放大器、示波器、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一、直流恒壓源和九孔板接口平臺(tái)。旋鈕初始位置：差動(dòng)放大器的增益中間位置。實(shí)驗(yàn)步驟：圖91、

33、先把線圈與鐵芯連接件的位置調(diào)整好，使鐵芯處于線圈的中間位置，后將差動(dòng)放大器調(diào)零，再按圖9接線，音頻振蕩必須從LV口輸出，W1(22k)，W2(22k)，r(1k),c(0.1F),為電橋模塊中調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)； 2、利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度使示波器CH1為2VP-P。調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率，使示波器CH2波形不失真；3、將CH2的靈敏度提高，觀察零點(diǎn)殘余電壓的波形，注意與激勵(lì)電壓波形相比較。經(jīng)過補(bǔ)償后的殘余電壓波形：為 波形，這說明波形中有 分量； 4、這時(shí)的零點(diǎn)殘余電壓經(jīng)放大后V零點(diǎn)p-p100，100為放大倍數(shù)與實(shí)驗(yàn)十四未經(jīng)補(bǔ)償殘余電壓相比較； 5、實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉直流恒壓源，拆除導(dǎo)線。注意事

34、項(xiàng)：(1) 由于該補(bǔ)償線路要求差動(dòng)變壓器的輸出必須懸浮。因此次級(jí)輸出波形難以用一般示波器來看，要用差動(dòng)放大器使雙端輸出轉(zhuǎn)換為單端輸出。(2) 音頻信號(hào)必須從LV口引出。思考：本實(shí)驗(yàn)也可把電橋模塊搬到次級(jí)圈上進(jìn)行零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)十 差動(dòng)變壓器（互感式）的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器測量系統(tǒng)的組成和標(biāo)定方法所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、差動(dòng)放大器、差動(dòng)線圈與差動(dòng)棒連接件、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、測微頭及連接件、電橋模塊、萬用表、示波器、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一、九孔板接口平臺(tái)和直流恒壓源。旋鈕初始位置： 差動(dòng)放大器的增益中間位置，萬用表置2V檔。實(shí)驗(yàn)步驟： (1)按圖10接線；圖10 （2

35、） 裝上測微頭，調(diào)整使鐵芯處于差動(dòng)線圈的中間位置；（3） 打開直流恒壓源，利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕為2VP-P；（4） 利用示波器和萬用表，調(diào)整差動(dòng)放大器的增益及電橋平衡網(wǎng)絡(luò)電位器，使萬用表指示為零；（5） 給梁一個(gè)較大的位移，調(diào)整移相器，使萬用表指示為最大，同時(shí)可用示波器觀察相敏檢波器的輸出波形； （6）旋轉(zhuǎn)測微頭，使萬用表的顯示為0，記下測微頭的刻度值，每隔0.5mm讀數(shù)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下表，作出U-X曲線，并求出靈敏度SUX。X（mm）U（mv）注意事項(xiàng)：如果接著做下一個(gè)實(shí)驗(yàn)則各旋鈕及接線無須變動(dòng)。實(shí)驗(yàn)十一 差動(dòng)變壓器（互感式）的應(yīng)用振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器的實(shí)際應(yīng)用

36、。所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、電橋模塊、低通濾波器、頻率計(jì)、示波器、差動(dòng)線圈與鐵芯連接件、九孔板接口平臺(tái)和傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一。旋鈕初始位置：差動(dòng)放大器增益最大，低頻振蕩器頻率、幅度置中。實(shí)驗(yàn)步驟：1、先把鐵芯與線圈的位置調(diào)整好，使鐵芯處于線圈的中間位置，保持圖10接線，將低頻振蕩器輸出V0接入激振一端，另一端接地，打開直流恒壓源，調(diào)節(jié)低頻振蕩器幅度置中，頻率慢慢調(diào)大，讓振動(dòng)盤起振并使振動(dòng)幅度適中（如振動(dòng)幅度太小可調(diào)大幅度旋鈕）。2、將音頻振蕩器的幅度調(diào)到2VP-P，頻率調(diào)至適中位置。用示波器觀察各單元即：差放、檢波、低通輸出的波形。3、保持低頻振蕩器的幅度不變

37、，并用頻率計(jì)監(jiān)測，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率，用示波器觀察低通濾波器的輸出，如果波形不好，可以適當(dāng)減小差放的增益，讀出峰峰值記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下表：f(Hz)Vp-p(v)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的振幅頻率(幅頻)特性曲線，指出傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一自振頻率（諧振頻率）的大致值，并與用應(yīng)變片測出實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)六）的結(jié)果相比較。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉直流恒壓源，再拆除導(dǎo)線。注意事項(xiàng)： 選擇合適的低頻激振信號(hào)，以免傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一在自振頻率附近振幅過大。問題：如果用直流萬用表來讀數(shù)，需增加哪些測量單元，測量線路該如何？實(shí)驗(yàn)十二 差動(dòng)變壓器（互感式）的應(yīng)用電子秤實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器的實(shí)際應(yīng)用。所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、差

38、動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、萬用表、電橋模塊、砝碼、直流恒壓源、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一和九孔板接口平臺(tái)。旋鈕初始位置：萬用表置2V檔。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、先把差動(dòng)線圈與鐵芯連接件的位置調(diào)整好，使鐵芯處于線圈的中間位置，后將差動(dòng)放大器調(diào)零，再按圖10接線；2、打開直流恒壓源，利用示波器觀察調(diào)節(jié)音頻振蕩器的幅度,使其輸出為2VP-P；3、將測量系統(tǒng)調(diào)零（與實(shí)驗(yàn)七相同）（萬用表始終調(diào)不到零，說明差動(dòng)變壓器的鐵芯不處在中間位置。）； 4、適當(dāng)調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)，使在秤重平臺(tái)上放上數(shù)量的砝碼時(shí)萬用表指示不溢出。5、去掉砝碼后，必要的話可以將系統(tǒng)重新調(diào)零，再逐個(gè)加砝碼，記下萬用表的電壓值，填入下表

39、：W(g)U(v)6、去掉砝碼，在平臺(tái)上放一個(gè)重量未知的重物，記下萬用表讀數(shù)。關(guān)閉直流恒壓源。7、利用所得數(shù)據(jù)，求得系統(tǒng)靈敏度SU/W及重物的重量。注意事項(xiàng)： (1) 砝碼不宜太重，以免平行梁的自由端位移過大。(2) 砝碼應(yīng)放在磁鋼的中間部位。實(shí)驗(yàn)十三 差動(dòng)螺管式（自感式）傳感器的靜態(tài)位移性能實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)螺管式電感傳感器的原理所需模塊及儀器設(shè)備： 頻率振蕩器、電橋模塊、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低頻濾波器、萬用表、測微頭及連接件、示波器、差動(dòng)線圈與鐵芯連接件、直流恒壓源、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一和九孔板接口平臺(tái)。旋鈕初始位置：差動(dòng)放大器增益中間位置。實(shí)驗(yàn)步驟：1、差動(dòng)放大器先應(yīng)調(diào)零，再按圖1

40、3接線，組成一個(gè)電感電橋測量系統(tǒng)；圖13 2、裝上測微頭，調(diào)整連接件使鐵芯到差動(dòng)線圈的中間位置；3、音頻振蕩器頻率調(diào)至合適位置，打開直流恒壓源，以差放輸出波形不失真為好，音頻幅度為2VP-P。用類似于實(shí)驗(yàn)五步驟（3）的方法，調(diào)整電位器，使萬用表顯示為零（萬用表始終調(diào)不到零，說明差動(dòng)變壓器的鐵芯不處在中間位置，可適當(dāng)調(diào)節(jié)測微頭，并記下刻度值）。4、轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭，同時(shí)記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下表：X（mm）U（mv） 作出U-X曲線，計(jì)算出靈敏度SU/X。5、關(guān)閉直流恒壓源,拆除導(dǎo)線。注意事項(xiàng)： (1) 此實(shí)驗(yàn)只用原差動(dòng)變壓器的次級(jí)線圈，注意接法。(2) 音頻振蕩器必須從LV口輸出。實(shí)驗(yàn)十四 差動(dòng)螺管式（

41、自感式）傳感器的動(dòng)態(tài)位移性能實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)螺管式電感傳感器振動(dòng)時(shí)幅頻性能和工作情況。所需模塊及儀器設(shè)備：差動(dòng)螺管式傳感器、頻率振蕩器、電橋模塊、差動(dòng)放大器、相敏檢波器、移相器、低通濾波器、直流恒壓源、示波器、頻率計(jì)、九孔板接口平臺(tái)和傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一。旋鈕初始位置：LV輸出幅度為峰峰值2V，差動(dòng)放大器的增益旋鈕旋至中間，頻率計(jì)置于2KHz檔，低頻振蕩器的幅度旋鈕置于最小。注意事項(xiàng)： 1、頻率振蕩器的信號(hào)必須從LV輸出端輸出。 2、差動(dòng)螺管式電感的次級(jí)線圈注意接法。 3、實(shí)驗(yàn)中，電橋平衡網(wǎng)絡(luò)的電位器W1和W2的調(diào)整，是配調(diào)的。 4、實(shí)驗(yàn)中，為了便于觀察，需要調(diào)整示波器的靈敏度。實(shí)驗(yàn)步驟：1、將鐵

42、芯連接件固定在振動(dòng)盤上，調(diào)整連接件使鐵芯到差動(dòng)線圈的中間位置，后將差動(dòng)放大器調(diào)零，再按圖13接線；2、打開直流恒壓源；3、調(diào)整電橋平衡網(wǎng)絡(luò)的電位器W1和W2，使差動(dòng)放大器的輸出端輸出的信號(hào)最小，這時(shí)差動(dòng)放大器的增益旋鈕旋至最大。（如果電橋平衡網(wǎng)絡(luò)調(diào)整不過零，則需要調(diào)整電感中鐵芯上下的位置）4、為了使相敏檢波器輸出端的兩個(gè)半波的基準(zhǔn)一致，可調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器。將低頻振蕩器輸出接入激振；5、調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率旋鈕、幅度旋鈕固定至某一位置，使梁產(chǎn)生上下振動(dòng)；6、調(diào)整移相器上的移相電位器，使得相敏檢波器輸出端的波形如圖14所示； 7、將示波器探頭換接至低通濾波器的輸出端； 圖14 8、調(diào)節(jié)低

43、頻振蕩器的頻率，用頻率計(jì)監(jiān)測低頻振蕩器的輸出頻率，用示波器 讀出峰峰值填入下表，并作幅頻特性曲線，關(guān)閉直流恒壓源。f(Hz)VP-P(V)思考： 本實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)十一比較，請指出它們各自的特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)十五 霍爾式傳感器的特性直流激勵(lì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解霍爾式傳感器的原理與特性。所需模塊及儀器設(shè)備： 霍爾式及磁場、霍爾片、電橋模塊、差動(dòng)放大器、萬用表、直流恒壓源、測微頭及連接件、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一和九孔板接口平臺(tái)。旋鈕初始位置：差動(dòng)放大器增益旋鈕打到最小，萬用表置20V檔，直流恒壓源±2V檔。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、了解霍爾式傳感器的結(jié)構(gòu)，熟悉霍爾片的符號(hào)，將霍爾磁場固定在振動(dòng)盤上，調(diào)節(jié)振動(dòng)盤與霍爾片之間的

44、位置，不可有任何接觸，以免將霍爾傳感器損壞； 2、按圖15接線，W1、r為電橋模塊的直流電橋平衡網(wǎng)絡(luò),霍爾片上的A、B、C、D與霍爾式上的一一對(duì)應(yīng)；3、裝好測微頭，調(diào)節(jié)測微頭與振動(dòng)盤吸合并使霍爾片置于半圓磁鋼上下正中位置。4、打開直流恒壓源調(diào)整W1使萬用表指示為零（要先將W1調(diào)節(jié)好再調(diào)整霍爾片的位置）；5、上下旋動(dòng)測微頭，記下萬用表的讀數(shù)，建議每0.1mm讀一個(gè)數(shù)，將讀數(shù)填入下表：圖15 X(mm)U(v)作出UX曲線指出線性范圍，求出靈敏度SU/X，關(guān)閉直流恒壓源。 可見，本實(shí)驗(yàn)測出的實(shí)際上是磁場情況，磁場分布為梯度磁場與磁場分布有很大差異，位移測量的線性度，靈敏度與磁場分布有很大關(guān)系。 6

45、、實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉直流恒壓源，各旋鈕置初始位置。注意事項(xiàng)： 1、由于磁場的氣隙較大，應(yīng)使霍爾片盡量靠近極靴，以提高靈敏度。2、激勵(lì)電壓不能過大，以免損壞霍爾片。實(shí)驗(yàn)十六 霍爾式傳感器的應(yīng)用電子秤實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟陟o態(tài)測量中的應(yīng)用。所需模塊及儀器設(shè)備：霍爾式及磁場、霍爾片、差動(dòng)放大器、直流恒壓源、測微頭及連接件、電橋模塊、砝碼、萬用表、九孔板接口平臺(tái)和傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一。旋鈕初始位置：直流恒壓源±2V檔，萬用表2V檔。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、將霍爾磁場固定在振動(dòng)盤上，調(diào)節(jié)振動(dòng)盤與霍爾片之間的位置，（不可有任何接觸，以免將霍爾傳感器損壞。）使霍爾片剛好處于磁場的中間位置；2、按圖15接線，霍爾

46、片上的A、B、C、D與霍爾式上的一一對(duì)應(yīng)；打開直流恒壓源； 3、差動(dòng)放大器增益調(diào)至適中位置，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使萬用表顯示為零；4、在稱重平臺(tái)上放上砝碼，填入下表：W(g)U(v) 5、在平面上放一個(gè)未知重量之物，記下表頭讀數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出UW曲線，可求得未知物體的重量。注意事項(xiàng)： 1、此霍爾傳感器的線性范圍較小，所以砝碼和重物不應(yīng)太重。2、砝碼應(yīng)置于振動(dòng)盤的中間部位，裝或卸砝碼時(shí)，不要用力拉扯。實(shí)驗(yàn)十七 霍爾式傳感器的特性交流激勵(lì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨涣骷?lì)霍爾片的特性所需模塊及儀器設(shè)備：霍爾式及磁場、霍爾片、頻率振蕩器、差動(dòng)放大器、測微頭及連接件、電橋模塊、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、九孔板接

47、口平臺(tái)、萬用表、直流恒壓源、示波器和傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一。旋鈕初始位置：差動(dòng)放大器增益最大。實(shí)驗(yàn)步驟： 1、將霍爾磁場固定在振動(dòng)盤上，調(diào)節(jié)振動(dòng)盤與霍爾片之間的位置，（不可有任何接觸，以免將霍爾傳感器損壞。）裝上并調(diào)節(jié)測微頭與振動(dòng)盤吸合，使霍爾片剛好處于磁場的中間位置； 2、按圖17接線，霍爾片上的A、B、C、D與霍爾式上的一一對(duì)應(yīng)；打開直流恒壓源，將音頻振蕩器的輸出幅度調(diào)到5VP-P左右，差放增益置合適位置。利用示波器和萬用表調(diào)整好W1、W2、移相器及振動(dòng)盤與霍爾片之間的位置，再轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭，使其在某個(gè)位置時(shí)萬用表顯示為0，也可以調(diào)節(jié)音頻幅度。萬用表置20V檔。圖173、旋動(dòng)測微頭，每隔0.1mm記下

48、表頭讀數(shù)填入下表：X(mm)U(v)作出U-X曲線并找出線性范圍，計(jì)算出其靈敏度SU/X。注意事項(xiàng)： 交流激勵(lì)信號(hào)必須從電壓輸出端0°或LV輸出，幅度應(yīng)限制在5VP-P以下，以免霍爾片產(chǎn)生自熱現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)十八 霍爾式傳感器的應(yīng)用振幅測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟谡駝?dòng)測量中的應(yīng)用。所需模塊及儀器設(shè)備：霍爾片、霍爾式及磁場、差動(dòng)放大器、電橋模塊、移相器、頻率計(jì)、相敏檢波器、低通濾波器、頻率振蕩器、傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一、直流恒壓源、九孔板接口平臺(tái)和示波器。旋鈕初始位置：差動(dòng)放大器增益合適位置，萬用表置于20V檔。實(shí)驗(yàn)步驟：1、將霍爾磁場固定在振動(dòng)盤上，調(diào)節(jié)振動(dòng)盤與霍爾片之間的位置，（不可有任何接

49、觸，以免將霍爾傳感器損壞。）使霍爾片剛好處于磁場的中間位置； 2、按圖18接線，將音頻振蕩器、電橋平衡網(wǎng)絡(luò)、霍爾式傳感器、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、示波器連接起來，組成一個(gè)測量線路，霍爾片上的A、B、C、D與霍爾式上的一一對(duì)應(yīng)。圖183、打開直流恒壓源，調(diào)整電橋平衡電位器W和W2，使萬用表指示為零；4、將頻率計(jì)置2KHz檔，并將低頻振蕩器的輸出端與激振線圈相連，用頻率計(jì)監(jiān)測頻率；5、低頻振蕩器的幅度旋鈕固定至某一位置，調(diào)節(jié)低頻振蕩頻率（用頻率計(jì)監(jiān)測頻率），用示波器讀出低通濾波器輸出的峰峰值填入下表：f(Hz)Vp-p(v)思考：1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一的自振頻率大致為多少。2、在某一頻率固定時(shí)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的幅度旋鈕，改變梁的振動(dòng)幅度，利用萬用表并通過示波器讀出的數(shù)據(jù)是否可以推算出梁振動(dòng)時(shí)的相對(duì)位置。3、試想一下，用其他方法來測傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)一振動(dòng)時(shí)的位移范圍，并與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較驗(yàn)證。注意事項(xiàng)：應(yīng)仔細(xì)調(diào)整霍爾式及磁場部分，使傳感器工作在梯度