實(shí)驗(yàn)十差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)十 差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器的工作原理和特性。二、 基本原理：差動(dòng)變壓器由一只初級(jí)線圈和二只次線圈及一個(gè)鐵芯組成，根據(jù)內(nèi)外層排列不同，有二段式和三段式，本實(shí)驗(yàn)采用三段式結(jié)構(gòu)。當(dāng)傳感器隨著被測(cè)體移動(dòng)時(shí)，由于初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的互感發(fā)生變化促使次級(jí)線圈感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生變化，一只次級(jí)感應(yīng)電勢(shì)增加，另一只感應(yīng)電勢(shì)則減少，將兩只次級(jí)反向串接（同名端連接），就引出差動(dòng)輸出。其輸出電勢(shì)反映出被測(cè)體的移動(dòng)量。三、 需用器件與單元：差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、雙蹤示波器、差動(dòng)變壓器、音頻信號(hào)源、直流電源（音頻振蕩器）、萬(wàn)用表。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 根據(jù)圖31，將差動(dòng)變壓器裝在差動(dòng)變

2、壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳?。圖31差動(dòng)變壓器電容傳感器安裝示意圖2、 在模塊上按圖32接線，音頻振蕩器信號(hào)必須從主控箱中的Lv端子輸出，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率，輸出頻率為45KHz（可用主控箱的頻率表輸入Fin來(lái)監(jiān)測(cè)）。調(diào)節(jié)輸出幅度為峰峰值Vp-p2V（可用示波器監(jiān)測(cè)：X軸為0.2ms/div）。圖中1、2、3、4、5、6為連接線插座的編號(hào)。接線時(shí)，航空插頭上的號(hào)碼與之對(duì)應(yīng)。當(dāng)然不看插孔號(hào)碼，也可以判別初次級(jí)線圈及次級(jí)同名端。判別初次線圖及次級(jí)線圈同中端方法如下：設(shè)任一線圈為初級(jí)線圈，并設(shè)另外兩個(gè)線圈的任一端為同名端，按圖32接線。當(dāng)鐵芯左、右移動(dòng)時(shí)，觀察示波器中顯示的初級(jí)線圈波形，次級(jí)線圈波形，當(dāng)次級(jí)波形

3、輸出幅度值變化很大，基本上能過(guò)零點(diǎn)，而且相應(yīng)與初級(jí)線圈波形（Lv音頻信號(hào)Vp-p2波形）比較能同相或反相變化，說(shuō)明已連接的初、次級(jí)線圈及同名端是正確的，否則繼續(xù)改變連接再判別直到正確為止。圖中（1）、（2）、（3）、（4）為實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的插孔編號(hào)。3、 旋動(dòng)測(cè)微頭，使示波器第二通道顯示的波形峰峰值Vp-p為最小，這時(shí)可以左右位移，假設(shè)其中一個(gè)方向?yàn)檎灰?，另一個(gè)方向位稱(chēng)為負(fù)，從Vp-p最小開(kāi)始旋動(dòng)測(cè)微頭，每隔0.2mm從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值，填入下表31，再人Vp-p最小處反向位移做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注意左、右位移時(shí)，初、次級(jí)波形的相位關(guān)系。圖32雙蹤示波器與差動(dòng)變壓器連結(jié)示意圖4、

4、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意差動(dòng)變壓器輸出的最小值即為差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓大小。根據(jù)表31畫(huà)出Vop-pX曲線，作出量程為±1mm、±3mm靈敏度和非線性誤差。表（31）差動(dòng)變壓器位移X值與輸出電壓數(shù)據(jù)表V(mv)X(mm)五、 思考題：1、 用差動(dòng)變壓器測(cè)量較高頻率的振幅，例如1KHZ的振動(dòng)幅值，可以嗎？差動(dòng)變壓器測(cè)量頻率的上限受什么影響？2、 試分析差動(dòng)變壓器與一般電源變壓器的異同？3、 移相器的電路原理圖如圖17，試分析其工作原理？4、 相敏檢波器的電路原理圖如圖18，試分析其工作原理？實(shí)驗(yàn)十一 激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器特性的影響一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獬跫?jí)線圈激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器輸

5、出性能的影響。二、 基本原理：差動(dòng)變壓器的輸出電壓的有效值可以近似用關(guān)系式： 表示,式中LP、RP為初級(jí)線圈電感和損耗電阻，Ui、為激勵(lì)電壓和頻率，M1、M2為初級(jí)與兩次級(jí)間互感系數(shù)，由關(guān)系式可以看出，當(dāng)初級(jí)線圈激勵(lì)頻率太低時(shí)，若RP22LP2，則輸出電壓Uo受頻率變動(dòng)影響較大，且靈敏度較低，只有當(dāng)2LP2RP2時(shí)輸出Uo與無(wú)關(guān)，當(dāng)然過(guò)高會(huì)使線圈寄生電容增大，對(duì)性能穩(wěn)定不利。三、 需用器件與單元：與實(shí)驗(yàn)十相同。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 差動(dòng)變壓器安裝同實(shí)驗(yàn)十。接線圖同實(shí)驗(yàn)十。2、 選擇音頻信號(hào)輸出頻率為1KHZ，Vp-p2V。從LV輸出，（可用主控箱的數(shù)顯表頻率檔顯示頻率）移動(dòng)鐵芯至中間位置即輸出

6、信號(hào)最小時(shí)的位置，調(diào)節(jié)Rw1 、Rw2使輸出變得更小，3、 用示波器監(jiān)視第二通道，旋動(dòng)測(cè)微頭，向左（或右）旋到離中心位置2.50mm處，有較大的輸出。將測(cè)試結(jié)果記入表32。4、 分別改變激勵(lì)頻率從1KHZ9KHZ，幅值不變，將測(cè)試結(jié)果記入表32表32不同激勵(lì)頻率時(shí)輸出電壓的關(guān)系。F(Hz)1KHz2 KHz3 KHz4 KHz5 KHz6 KHz7 KHz8 KHz9 KHzV0(v)5、作出幅頻特性曲線。實(shí)驗(yàn)十二 差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償方法。二、 基本原理：由于差動(dòng)變壓器二只次級(jí)線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱(chēng)，初級(jí)線圈的縱向排列的不均勻性，二次級(jí)的

7、不均勻、不一致，鐵芯BH特性的非線性等，因此在鐵芯處于差動(dòng)線圈中間位置時(shí)其輸出電壓并不為零。稱(chēng)其為零點(diǎn)殘余電壓。三、 需用器件與單元：音頻振蕩器、測(cè)微頭、差動(dòng)變壓器、差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⑹静ㄆ?。四?實(shí)驗(yàn)步驟：1、 按圖33接線，音頻信號(hào)源從LV插口輸出，實(shí)驗(yàn)?zāi)０錜1 、C1 、RW1 、RW2為電橋單元中調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。圖33零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償電路2、 利用示波器調(diào)整音頻振蕩器輸出為2V峰峰值。3、 調(diào)整測(cè)微頭，使差動(dòng)放大器輸出電壓最小。4、 依次調(diào)整RW1、RW2，使輸出電壓降至最小。5、 將第二通道的靈敏度提高，觀察零點(diǎn)殘余電壓的波形，注意與激勵(lì)電壓相比較。6、 從示波器上觀察，差動(dòng)變壓器的零

8、點(diǎn)殘余電壓值（峰峰值）。（注：這時(shí)的零點(diǎn)殘余電壓經(jīng)放大后的零點(diǎn)殘余電壓V零點(diǎn)p-pK，K為放大倍數(shù)）五、 考題：1、 請(qǐng)分析經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的零點(diǎn)殘余電壓波形。2、 本實(shí)驗(yàn)也可用圖34所示線路，請(qǐng)分析原理。圖34零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償電路之二實(shí)驗(yàn)十三 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器測(cè)量振動(dòng)的方法。二、 基本原理：利用差動(dòng)變壓器測(cè)量動(dòng)態(tài)參數(shù)與測(cè)位移量的原理相同。三、 需用器件與單元：音頻振蕩器、差動(dòng)放大器模板、移相器/相敏檢波器/濾波器模板、測(cè)微頭、數(shù)顯單元、低頻振蕩器、振動(dòng)源單元（臺(tái)面上）、示波器、直流穩(wěn)壓電源。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 將差動(dòng)變壓器按圖35，安裝在臺(tái)面三源板的振動(dòng)

9、源單元上。 圖3-5差動(dòng)變壓器振動(dòng)測(cè)量安裝圖2、 按圖36接線，并調(diào)整好有關(guān)部分，調(diào)整如下：（1）檢查接線無(wú)誤后，合上主控臺(tái)電源開(kāi)關(guān)，用示波器觀察LV峰峰值，調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕使Vop-p=2V（2）利用示波器觀察相敏檢波器輸出，調(diào)整傳感器連接支架高度，使示波器顯示的波形幅值為最小。（3）仔細(xì)調(diào)節(jié)RW1和RW2使示波器（相敏檢小波器）顯示的波形幅值更小，基本為零點(diǎn)。（4）用手按住振動(dòng)平臺(tái)（讓傳感器產(chǎn)生一個(gè)大位移）仔細(xì)調(diào)節(jié)移相器和相敏檢波器的旋鈕，使示波器顯示的波形為一個(gè)接近全波整流波形。（5）松手，整流波形消失變?yōu)橐粭l接近零點(diǎn)線。（否則再調(diào)節(jié)RW1和RW2）激振源接上低頻振蕩器，調(diào)節(jié)低頻振

10、蕩器幅度旋鈕和頻率旋鈕，使振動(dòng)平臺(tái)振蕩較為明顯。用示波器觀察放大器Vo相敏檢波器的Vo及低通濾波器的Vo波形。圖36差動(dòng)變壓器振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)接線圖3、 保持低頻振蕩器的幅度不變，改變振蕩頻率（頻率與輸出電壓Vp-p的監(jiān)測(cè)方法與實(shí)驗(yàn)十相同）用示波器觀察低通濾波器的輸出，讀出峰峰電壓值，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下表33表33f(Hz)Vp-p（V）4、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的振幅頻率特性曲線，指出自振頻率的大致值，并與用應(yīng)變片測(cè)出的結(jié)果相比較。5、 保持低頻振蕩器頻率不變，改變振蕩幅度，同樣實(shí)驗(yàn)可得到振幅與電壓峰峰值Vp-p曲線（定性）。注意事項(xiàng)：低頻激振電壓幅值不要過(guò)大，以免梁在自振頻率附近振幅過(guò)大。五、

11、 思考題：1、 如果用直流電壓表來(lái)讀數(shù)，需增加哪些測(cè)量單元，測(cè)量線路該如何？2、 利用差動(dòng)變壓器測(cè)量振動(dòng)，在應(yīng)用上有些什么限制？實(shí)驗(yàn)十四 電容式傳感器的位移實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娙菔絺鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。二、 基本原理：利用平板電容CAd和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路可以選擇、A、d中三個(gè)參數(shù)中，保持二個(gè)參數(shù)不變，而只改變其中一個(gè)參數(shù)，則可以有測(cè)谷物干燥度（變）測(cè)微小位移（變d）和測(cè)量液位（變A）等多種電容傳感器。三、 需用器件與單元：電容傳感器、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉y(cè)微頭、相敏檢波、濾波模板、數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓源。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 按圖31安裝示意圖將電容傳感器裝于電容傳感

12、器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳?，判別CX1和CX2時(shí)，注意動(dòng)極板接地，接法正確則動(dòng)極板左右移動(dòng)時(shí)，有正、負(fù)輸出。不然得調(diào)換接頭。一般接線：二個(gè)靜片分別是1號(hào)和2號(hào)引線，動(dòng)極板為3號(hào)引線。2、 將電容傳感器電容C1和C2的靜片接線分別插入電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０錍x1、Cx2插孔上，動(dòng)極板連接地插孔（見(jiàn)圖41）。圖41電容傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖3、 將電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓妮敵龆薞o1與數(shù)顯表單元Vi相接（插入主控箱Vi孔），Rw調(diào)節(jié)到中間位置。4、 接入±15V電源，旋動(dòng)測(cè)微頭推進(jìn)電容器傳感器動(dòng)極板位置，每間隔0.2mm記下位移X與輸出電壓值，填入表41。表41 電容傳感器位移與輸出電壓值X(mm)V(mv)5

13、、 根據(jù)表41數(shù)據(jù)計(jì)算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差f。五、 思考題：試設(shè)計(jì)利用的變化測(cè)谷物濕度的傳感器原理及結(jié)構(gòu)？能否敘述一下在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？實(shí)驗(yàn)十五 直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用。二、 基本原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)UHKHIB，當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它就可以進(jìn)行位移測(cè)量。三、 需用器件與單元：霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、霍爾傳感器、直流源、測(cè)微頭、數(shù)顯單元。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 將霍爾傳感器按圖51安裝。霍爾傳感器與實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓倪B接按圖52進(jìn)行。1、3為電源±4V，2、4為輸出。2、 開(kāi)啟電源，調(diào)節(jié)測(cè)微頭使霍爾片在

14、磁鋼中間位置再調(diào)節(jié)RW1使數(shù)顯表指示為零。圖5圖51 霍爾傳感器安裝示意圖3、4、圖52霍爾傳感器位移直流激勵(lì)實(shí)驗(yàn)接線圖3、 微頭向軸向方向推進(jìn)，每轉(zhuǎn)動(dòng)0.2mm記下一個(gè)讀數(shù)，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入表51。表51X（mm）V(mv)作出VX曲線，計(jì)算不同線性范圍時(shí)的靈敏度和非線性誤差。五、 思考題： 本實(shí)驗(yàn)中霍爾元件位移的線性度實(shí)際上反映的是什么量的變化？實(shí)驗(yàn)十六 交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨涣骷?lì)時(shí)霍爾式傳感器的特性。二、 基本原理：交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器與直流激勵(lì)一樣，基本工作原理相同，不同之處是測(cè)量電路。三、 需用器件與單元：在實(shí)驗(yàn)十六基礎(chǔ)上加相敏檢波、移

15、相、濾波模板、雙線示波器。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)十六，實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳线B線見(jiàn)圖53。圖53交流激勵(lì)時(shí)霍爾傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖2、 調(diào)節(jié)音頻振動(dòng)器頻率和幅度旋鈕，從Lv輸出，用示波器測(cè)量使電壓輸出頻率為1KHz，電壓峰峰值為接上交流電源，激勵(lì)電壓從音頻輸出端LV輸出頻率1KHZ，幅值為4V峰峰值（注意電壓過(guò)大會(huì)燒壞霍爾元件）。3、 調(diào)節(jié)測(cè)微頭使霍爾傳感器處于磁鋼中點(diǎn)，先用示波器觀察使霍爾元件不等位電勢(shì)為最小，然后從數(shù)顯表上觀察，調(diào)節(jié)電位器RW1、RW2使顯示為零。4、 調(diào)節(jié)測(cè)微頭使霍爾傳感器產(chǎn)生一個(gè)較大位移，利用示波器觀察相敏檢波器輸出，旋轉(zhuǎn)移相單元電位器RW和相敏檢波電位器RW，使示

16、波器顯示全波整流波形，且數(shù)顯表顯示相對(duì)值。5、 使數(shù)顯表顯示為零，然后旋動(dòng)測(cè)微頭記下每轉(zhuǎn)動(dòng)0.2mm時(shí)表頭讀數(shù)，填入表52。表52交流激勵(lì)時(shí)輸出電壓和位移數(shù)據(jù)X（mm）V(mv)6、 根據(jù)表52作出VX曲線，計(jì)算不同量程時(shí)的非線性誤差。五、 思考題：利用霍爾元件測(cè)量位移和振動(dòng)時(shí)，使用上有何限制？實(shí)驗(yàn)十七 霍爾測(cè)速實(shí)驗(yàn)六、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。七、 基本原理：利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UHKHIB，當(dāng)被測(cè)圓盤(pán)上裝上N只磁性體時(shí)，圓盤(pán)每轉(zhuǎn)一周磁場(chǎng)就變化N次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢(shì)就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢(shì)通過(guò)放大、整形和計(jì)數(shù)電路就可以測(cè)量被測(cè)旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。八、 需用器件與單元：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、

17、直流源5V、轉(zhuǎn)動(dòng)源224V、轉(zhuǎn)動(dòng)源單元、數(shù)顯單元的轉(zhuǎn)速顯示部分。九、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 根據(jù)圖54，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器裝于傳感器支架上，探頭對(duì)準(zhǔn)反射面內(nèi)的磁鋼。圖54霍爾、光電、磁電轉(zhuǎn)速傳感順安裝示意圖2、 將5V直流源加于霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的電源端（1號(hào)接線端）。3、 將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出端（2號(hào)接線端）插入數(shù)顯單元Fin端，3號(hào)接線端接地。4、 將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中的2V24V轉(zhuǎn)速電源接入三源板的轉(zhuǎn)動(dòng)電源插孔中。5、 將數(shù)顯單元上的開(kāi)關(guān)撥到轉(zhuǎn)速檔。6、 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電壓使轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化。觀察數(shù)顯表轉(zhuǎn)速顯示的變化。十、 思考題：1、 利用霍爾元件測(cè)轉(zhuǎn)速，在測(cè)量上有否限制？2、 本實(shí)驗(yàn)裝置上用了十二只磁鋼，能否

18、用一只磁鋼？實(shí)驗(yàn)十八 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯烹娛綔y(cè)量轉(zhuǎn)速的原理。二、 基本原理：基于電磁感應(yīng)原理，N匝線圈所在磁場(chǎng)的磁通變化時(shí)，線圈中感應(yīng)電勢(shì)： 發(fā)生變化，因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)上嵌入N個(gè)磁棒時(shí)，每轉(zhuǎn)一周線圈感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生N次的變化，通過(guò)放大、整形和計(jì)數(shù)等電路即可以測(cè)量轉(zhuǎn)速。三、 需用器件與單元：磁電式傳感器、數(shù)顯單元測(cè)轉(zhuǎn)速檔、直流源224V。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器按圖54安裝傳感器端面離轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)面2mm左右。將磁電式傳感器輸出端插入數(shù)顯單元Fin孔。（磁電式傳感器兩輸出插頭插入臺(tái)面板上二個(gè)插孔）2、 將顯示開(kāi)關(guān)選擇轉(zhuǎn)速測(cè)量檔。3、 將轉(zhuǎn)速電源224V用引線引入到臺(tái)面板

19、上24V插孔，合上主控箱電開(kāi)關(guān)。使轉(zhuǎn)速電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，逐步增加電源電壓觀察轉(zhuǎn)速變化情況。五、 思考題：為什么說(shuō)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器不能測(cè)很低速的轉(zhuǎn)動(dòng)，能說(shuō)明理由嗎？實(shí)驗(yàn)十九 用磁電式原理測(cè)量地震磁電式傳感器是絕對(duì)測(cè)量原理的傳感器，因此它可以直接放在地面上測(cè)量地震，用而不用找其它相對(duì)靜止點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的地震儀用來(lái)測(cè)量車(chē)床、床身振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)二十 壓電式傳感器測(cè)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)4、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈮弘妭鞲衅鞯臏y(cè)量振動(dòng)的原理和方法。5、 基本原理：壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和受壓的壓電片等組成。（觀察實(shí)驗(yàn)用壓電加速度計(jì)結(jié)構(gòu)）工作時(shí)傳感器感受與試件相同頻率的振動(dòng)，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在晶片上，由于壓

20、電效應(yīng)，壓電晶片上產(chǎn)生正比于運(yùn)動(dòng)加速度的表面電荷。6、 需用器件與單元：振動(dòng)臺(tái)、壓電傳感器、檢波、移相、低通濾波器模板、壓電式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉ｋp蹤示波器。7、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 壓電傳感器已裝在振動(dòng)臺(tái)面上。2、 將低頻振蕩器信號(hào)接入到臺(tái)面三源板振動(dòng)源的激勵(lì)源插孔。圖71壓電式傳感器性能實(shí)驗(yàn)接線圖3、 將壓電傳感器輸出兩端插入到壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍍奢斎攵?，?jiàn)圖71，與傳感器外殼相連的接線端接地，另一端接R1。將壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０咫娐份敵龆薞o1，接R6。將壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０咫娐份敵龆薞02，接入低通濾波器輸入端Vi，低通濾波器輸出V0與示波器相連。4、 合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅

21、度旋鈕使振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)，觀察示波器波形。5、 改變低頻振蕩器的頻率，觀察輸出波形變化。6、 用示波器的兩個(gè)通道同時(shí)觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形。實(shí)驗(yàn)二十一 電渦流傳感器位移實(shí)驗(yàn)6、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測(cè)量位移的工作原理和特性。7、 基本原理：通過(guò)高頻電流的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)有導(dǎo)電體接近時(shí)，因?qū)щ婓w渦流效應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗，而渦流損耗與導(dǎo)電體離線圈的距離有關(guān)，因此可以進(jìn)行位移測(cè)量。8、 需用器件與單元：電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉㈦姕u流傳感器、直流電源、數(shù)顯單元、測(cè)微頭、鐵圓片。9、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 根據(jù)圖81安裝電渦流傳感器。圖81電渦流傳感器安裝示意圖圖8-1 電渦流傳感器安裝示意圖圖82電渦流

22、傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖2、 觀察傳感器結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)平繞線圈。3、 將電渦流傳感器輸出線接入實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蠘?biāo)有L的兩端插孔中，作為振蕩器的一個(gè)元件。4、 在測(cè)微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測(cè)體。5、 將實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆薞o與數(shù)顯單元輸入端Vi相接。數(shù)顯表量程切換開(kāi)關(guān)選擇電壓20V檔。6、 用連結(jié)導(dǎo)線從主控臺(tái)接入15V直流電源接到模板上標(biāo)有15V的插孔中。7、 使測(cè)微頭與傳感器線圈端部接觸，開(kāi)啟主控箱電源開(kāi)關(guān)，記下數(shù)顯表讀數(shù)，然后每隔0.2mm讀一個(gè)數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹?。將結(jié)果列入表81。表81電渦流傳感器位移X與輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）V(v)8、 根據(jù)表81數(shù)據(jù)，畫(huà)出VX曲線，根據(jù)

23、曲線找出線性區(qū)域及進(jìn)行正、負(fù)位移測(cè)量時(shí)的最佳工作點(diǎn)，試計(jì)算量程為1mm、3 mm及5mm時(shí)的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。10、 思考題：1、 電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測(cè)量±5mm的量程應(yīng)如何設(shè)計(jì)傳感器？2、 用電渦流傳感器進(jìn)行非接觸位移測(cè)量時(shí)，如何根據(jù)量程使用選用傳感器。實(shí)驗(yàn)二十二 被測(cè)體材質(zhì)對(duì)電渦流傳感器特性影響一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠煌谋粶y(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器性能的影響。二、 基本原理：渦流效應(yīng)與金屬導(dǎo)體本身的電阻率和磁導(dǎo)率有關(guān)，因此不同的材料就會(huì)有不同的性能。三、 需用器件與單元：除與實(shí)驗(yàn)二十五相同外，另加銅和鋁的被測(cè)體圓盤(pán)。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：

24、1、 傳感器安裝與實(shí)驗(yàn)二十五相同。2、 將原鐵圓片換成鋁和銅圓片。3、 重復(fù)實(shí)驗(yàn)二十五步驟，進(jìn)行被測(cè)體為鋁圓片和銅圓片時(shí)的位移特性測(cè)試，分別記入表82和表83。表82被測(cè)體為鋁圓片時(shí)的位移為輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）V(v)表83被測(cè)體為銅圓片時(shí)的位移與輸出電在數(shù)據(jù)X（mm）V(v)4、 根據(jù)表82和表83分別計(jì)算量程為1mm和3mm時(shí)的靈敏度和非線性誤差（線性度）。5、 分別比較實(shí)驗(yàn)二十五和本實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果進(jìn)行小結(jié)。五、 思考題： 當(dāng)被測(cè)體為非金屬材料如何利用電渦流傳感器進(jìn)行測(cè)試？實(shí)驗(yàn)二十三 被測(cè)體面積大小對(duì)電渦流傳感器的特性影響實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器在實(shí)際應(yīng)用中其位移特性與被測(cè)體的

25、形狀和尺寸有關(guān)。二、 基本原理：電渦流傳感器在實(shí)際應(yīng)用中，由于被測(cè)體的形狀，大小不同會(huì)導(dǎo)致被測(cè)體上渦流效應(yīng)的不充分，會(huì)減弱甚至不產(chǎn)生渦流效應(yīng)，因此影響電渦流傳感器的靜態(tài)特性，所以在實(shí)際測(cè)量中，往往必須針對(duì)具體的被測(cè)體進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)定。三、 需用器件與單元：直流源、電渦流傳感器、測(cè)微頭、電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⒉煌螤钿X被測(cè)體二個(gè)、數(shù)顯單元。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 傳感器安裝見(jiàn)圖81，與前面靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)相同。2、 按照測(cè)靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)要求連接好測(cè)量線路。3、 在測(cè)微頭上分別用三種不同的被測(cè)鋁圓盤(pán)進(jìn)行電渦位移特性測(cè)定，分別記入表85。表85不同尺寸時(shí)的被測(cè)體特性數(shù)據(jù)X（mm）被測(cè)體1被測(cè)體24、 根據(jù)表

26、85數(shù)據(jù)計(jì)算目前范圍內(nèi)三種被測(cè)體1號(hào)、2號(hào)的靈敏度、并說(shuō)明理由。五、 思考題：目前現(xiàn)有一個(gè)直徑為10mm的電渦流傳感器，需對(duì)一個(gè)軸直徑為8mm的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量？試說(shuō)明具體的測(cè)試方法與操作步驟。實(shí)驗(yàn)二十四 電渦流傳感器測(cè)量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測(cè)量振動(dòng)的原理與方法。二、基本原理：根據(jù)電渦流傳感器動(dòng)態(tài)特性和位移特性，選擇合適的工作點(diǎn)即可測(cè)量振幅。三、需用器件與單元：電渦流傳感實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、電渦流傳感器、低頻振蕩器、振動(dòng)臺(tái)、直流電源、檢波、濾波模塊、數(shù)顯單元、測(cè)微頭、示波器。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 根據(jù)圖35安裝電渦流傳感器。注意傳感器端面與被測(cè)體振動(dòng)臺(tái)面（鋁材料）之間的安裝距離即為線形區(qū)域

27、（可利用實(shí)驗(yàn)二十五中鋁材料的特性曲線）。將電渦流傳感器兩端插入實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍢?biāo)有L的兩端插孔中，實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆私邮静ㄆ饕粋€(gè)通道，接入15V電源。2、 將低頻振蕩信號(hào)接入振動(dòng)臺(tái)激勵(lì)源插孔，一般應(yīng)避開(kāi)梁的自振頻率,將振蕩頻率設(shè)置在610HZ之間。3、 低頻振蕩器幅度旋鈕初始為零，慢慢增大幅度，但振動(dòng)臺(tái)面與傳感器端面不碰撞。4、 用示波器觀察電渦流實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆薞o波形，調(diào)節(jié)傳感器安裝支架高度，讀取正弦波形失真最小時(shí)的電壓峰峰值。5、 保持振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率不變，改變振動(dòng)幅度可測(cè)出相應(yīng)的傳感器輸出電壓峰峰值。 十一、 思考題：1、 電渦流傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)好可以測(cè)高頻振動(dòng)的物體，電渦流傳感器的可測(cè)高頻上限受什么

28、限制？2、 有一個(gè)振動(dòng)頻率為10K的被測(cè)體需要測(cè)其振動(dòng)參數(shù)，你是選用壓電式傳感器還是電渦流傳感器或認(rèn)為兩者均可？3、 能否用本系統(tǒng)數(shù)顯表頭，顯示振動(dòng)？還需要添加什么單元，如何實(shí)行？實(shí)驗(yàn)二十五 電渦流轉(zhuǎn)速傳感器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速的原理與組成。二、 基本原理：利用電渦流的位移傳感器及其位移特性，當(dāng)被測(cè)轉(zhuǎn)軸的端面或徑向有明顯的位移變化（齒輪，凸臺(tái)）時(shí)，就可以得到相應(yīng)的電壓變化量，再配上相應(yīng)電路測(cè)量轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速。本實(shí)驗(yàn)請(qǐng)實(shí)驗(yàn)人員自己利用電渦流傳感器和轉(zhuǎn)動(dòng)源、數(shù)顯單元組建。實(shí)驗(yàn)二十六 光纖傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的工作原理和性能。二、 基本原理：本實(shí)驗(yàn)采用的

29、是傳光型光纖，它由兩束光纖混合后，組成Y型光纖，半園分布即雙D型一束光纖端部與光源相接發(fā)射光束，另一束端部與光電轉(zhuǎn)換器相接接收光束。兩光束混合后的端部是工作端亦稱(chēng)探頭，它與被測(cè)體相距X，由光源發(fā)出的光纖傳到端部出射后再經(jīng)被測(cè)體反射回來(lái)，另一束光纖接收光信號(hào)由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電量，而光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電量大小與間距X有關(guān)，因此可用于測(cè)量位移。三、 需用器件與單元：光纖傳感器、光纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?shù)顯單元、測(cè)微頭、直流源、反射面。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 根據(jù)圖91安裝光纖位移傳感器，二束光纖插入實(shí)驗(yàn)板上的座孔上。其內(nèi)部已和發(fā)光管D及光電轉(zhuǎn)換管T 相接。圖91光纖傳感器安裝示意圖2、 將光纖實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵?/p>

30、端VO1與數(shù)顯單元相連，見(jiàn)圖92。圖92光纖傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖3、 調(diào)節(jié)測(cè)微頭，使探頭與反射面圓平板接觸。4、 實(shí)驗(yàn)?zāi)０褰尤?#177;15V電源，合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，調(diào)RW、使數(shù)顯表顯示為零。5、 旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，被測(cè)體離開(kāi)探頭，每隔0.1mm讀出數(shù)顯表值，將其填入表91。表91光纖位移傳感器輸出電壓與位移數(shù)據(jù)X（mm）V(v)6、 根據(jù)表91數(shù)據(jù)，作光纖位移傳感器的位移特性，計(jì)算在量程1mm時(shí)靈敏度和非線性誤差。五、 思考題：光纖位移傳感器測(cè)位移時(shí)對(duì)被測(cè)體的表面有些什么要求？ 實(shí)驗(yàn) 電容傳感器動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娙輦鞲衅鞯膭?dòng)態(tài)性能的測(cè)量原理與方法。二、 基本原理：利用電容傳感器

31、頻率響應(yīng)好，可以非接觸測(cè)量等特點(diǎn)。進(jìn)行動(dòng)態(tài)位移測(cè)量。三、 需用器件與單元：電容傳感器、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、低通濾波模板、數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓電源、雙線示波器。四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 1、 傳感器安裝圖同實(shí)驗(yàn)十三圖35，按圖41接線。實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆薞o1接濾波器輸入端、濾波器輸出端Vo接示波器一個(gè)通道。調(diào)節(jié)傳感器連接支架高度，使Vo1輸出在零點(diǎn)附近。2、 主控箱低頻振蕩器輸出端與振動(dòng)臺(tái)激勵(lì)源相接，振動(dòng)頻率選610HZ之間，幅度旋鈕初始置0。3、 輸入±15V電源到實(shí)驗(yàn)?zāi)０?，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率與幅度旋鈕取使振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)幅度適中，注意觀察示波器上顯示的波形。4、 保持低頻振蕩器幅度旋鈕不變，改變振

32、動(dòng)頻率，可以用數(shù)顯表測(cè)頻率（將低頻振蕩器輸出端與數(shù)顯Fin輸入口相接，數(shù)顯表波段開(kāi)關(guān)選擇頻率檔）。從示波器測(cè)出傳感器輸出的Vo1峰峰值。保持低頻振蕩器頻率不變，改變幅度旋鈕，測(cè)出傳感器輸出的Vo1峰峰值。五、 思考題：1、 為了進(jìn)一步提高電容傳感器靈敏度，本實(shí)驗(yàn)用的傳感器可作何改進(jìn)設(shè)計(jì)。如何設(shè)計(jì)成所謂容柵傳感器。2、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的電容傳感器尺寸，計(jì)算其電容量CO和移動(dòng)0.5mm時(shí)的變化量，（本實(shí)驗(yàn)外圓半徑R8mm，內(nèi)圓柱外半徑r7.25mm ，外圓筒與內(nèi)圓筒覆蓋部分長(zhǎng)度l=16mm。電容傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高、分辨力高（可達(dá)0.01mm甚至更高）動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，可進(jìn)行非接觸測(cè)量等特點(diǎn)，它

33、可以測(cè)量線位移、角位移，高頻振動(dòng)振幅，與電感式比較，電感式是接觸測(cè)量，只能測(cè)低頻振幅，電容傳感器在測(cè)量壓力、差壓、液位、料位成分含量（如油、糧食中的水份）非金屬涂層、油膜厚度等方面均有應(yīng)用。目前半導(dǎo)體電容式壓力傳器已在國(guó)內(nèi)外研制成功，正在走向工業(yè)化應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)霍爾傳感器應(yīng)用電子秤實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅饔糜诜Q(chēng)重實(shí)驗(yàn)方法。二、 基本原理：利用霍爾式位移傳感器和振動(dòng)臺(tái)加載時(shí)懸臂梁產(chǎn)生位移，通過(guò)測(cè)位移來(lái)稱(chēng)重。三、 需用器件與單元：霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、振?dòng)臺(tái)、直流電源、砝碼、數(shù)顯單元。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 傳感器安裝、線路接法與實(shí)驗(yàn)十六相同。2、 在霍爾元件上加直流電壓±4V數(shù)顯表

34、為2V檔。3、 調(diào)節(jié)傳感器連接支架高度，使傳感器在磁鋼中點(diǎn)位置（要求當(dāng)振動(dòng)臺(tái)無(wú)重物時(shí)，調(diào)節(jié)傳感器高度使它在線性段起點(diǎn)）調(diào)RW2使數(shù)顯表輸出零。4、 在振動(dòng)臺(tái)面上中間部位分別加砝碼：20g、40g、60g、80g、100g，讀出數(shù)顯表上相應(yīng)值，依次填入表52。 表52W（g）V(mv)5、 根據(jù)表52計(jì)算該稱(chēng)重系統(tǒng)的靈敏度。6、 放上未知重物，讀出數(shù)顯表電壓值。7、 計(jì)算出未知重物為g。五、 思考題：1、 該電子稱(chēng)系統(tǒng)所加重量受到什么限制？2、 試分析本稱(chēng)重系統(tǒng)的誤差。實(shí)驗(yàn)二十八 電渦流傳感器的應(yīng)用電子秤實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器用于稱(chēng)重量的原理與方法。二、 基本原理：利用電渦流傳感器

35、位移特性和振動(dòng)臺(tái)受載時(shí)的線性位移，可以組合成一個(gè)稱(chēng)重測(cè)量系統(tǒng)。三、 需用器件與單元：電渦流傳感器、電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、直流源、?shù)顯表單元、振動(dòng)臺(tái)、砝碼。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 傳感器安裝與實(shí)驗(yàn)二十七相同。2、 利用實(shí)驗(yàn)二十六中鋁材料（鋁測(cè)片）線性范圍，將線性段距離最近的一點(diǎn)作為零點(diǎn)記下此時(shí)數(shù)顯表讀數(shù)。3、 在振動(dòng)臺(tái)上加砝碼從20g起到200g，（砝碼應(yīng)盡量遠(yuǎn)離傳感器）分別讀取數(shù)顯表讀數(shù)記入表84。表84 電渦流傳感器稱(chēng)重時(shí)的電壓與重量數(shù)據(jù)W（g）V(v)4、 根據(jù)表84，計(jì)算出的該稱(chēng)重系統(tǒng)的靈敏度S、注意和前面作電子秤的實(shí)驗(yàn)比較即可知梁的重復(fù)性能。5、 在振動(dòng)臺(tái)面上放置一未知物記下數(shù)顯表讀數(shù)。

36、6、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟5及4，計(jì)算出未知物重量。五、 思考題：實(shí)際應(yīng)用中的稱(chēng)重系統(tǒng)常用的有利用杠桿平衡原理（天平）。彈性元件的應(yīng)力變化、彈性元件的變形量（位移），還有利用其它原理的稱(chēng)重系統(tǒng)嗎？實(shí)驗(yàn)三十一 光纖傳感器測(cè)量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)3、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器動(dòng)態(tài)特性。4、 基本原理：利用光纖位移傳感器的位移特性和其高的頻率響應(yīng)，配以合適的測(cè)量電路即可測(cè)量振動(dòng)。5、 需用器件與單元：光纖位移傳感器、光纖位移傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、振?dòng)臺(tái)、低頻振蕩器、動(dòng)態(tài)測(cè)量支架、檢波、濾波實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?shù)顯表。6、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 光纖傳感器安裝見(jiàn)圖35，光纖探頭對(duì)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的反射面。2、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)三十一的結(jié)果，找出線性段的中

37、點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)安裝支架高度將光纖探頭與振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的距離調(diào)整在線性段中點(diǎn)（大致目測(cè)）。3、 在圖92中Vo1與低通濾波器模板Vi相接，低通輸出Vo接到示波器。4、 將低頻振蕩器幅度輸出旋轉(zhuǎn)到零，低頻信號(hào)輸入到振動(dòng)臺(tái)的激勵(lì)端。5、 將頻率檔選擇在610HZ左右，逐步增大輸出幅度，注意不能使振動(dòng)臺(tái)面碰到傳感器。保持振動(dòng)幅度不變，改變振動(dòng)頻率，觀察示波器波形及峰峰值，振動(dòng)頻率不變，改變振動(dòng)幅度（但不能碰撞光纖探頭）觀察示波器波形及峰峰值。7、 思考題：試分析電容式、電渦流、光纖三種傳器測(cè)量振動(dòng)時(shí)的應(yīng)用及特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)三十二 光纖傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器用于測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法。二、 基本原

38、理：利用光纖位移傳感器探頭對(duì)旋轉(zhuǎn)體被測(cè)物反射光的明顯變化產(chǎn)生的電脈沖，經(jīng)電路處理即可測(cè)量轉(zhuǎn)速。三、 需用器件與單元：光纖傳感器、光纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?shù)顯單元測(cè)轉(zhuǎn)速檔、直流源±15V、轉(zhuǎn)速源224V。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 將光纖傳感器按圖54裝于傳感器支架上，使光纖探頭與電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)平臺(tái)中反射點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，距離正好在光纖線性區(qū)域內(nèi)。（利用三十一結(jié)論目測(cè)距離大致為線性區(qū)域）2、 按圖92，將光纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵鯲O1與數(shù)顯表Vi端相接，接上實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳?#177;15V電源，數(shù)顯表的切換開(kāi)關(guān)選擇開(kāi)關(guān)撥到2V檔，用手轉(zhuǎn)動(dòng)園盤(pán)，使探頭避開(kāi)發(fā)射面（暗電流），合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)RW使數(shù)顯表顯示接近零

39、（0），再將Vo1與數(shù)顯表Fin輸入端相接，數(shù)顯表的波段開(kāi)關(guān)撥到轉(zhuǎn)速檔，數(shù)顯表的轉(zhuǎn)速指示燈亮。3、 將轉(zhuǎn)速源224V先旋到最小，接于轉(zhuǎn)動(dòng)源24V插孔上，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸加大轉(zhuǎn)速源電壓。使電機(jī)轉(zhuǎn)速盤(pán)加快，固定某一轉(zhuǎn)速觀察并記下數(shù)顯表上讀數(shù)n1。4、 固定轉(zhuǎn)速電壓不變，將選擇開(kāi)關(guān)撥到頻率測(cè)量檔，測(cè)量頻率記下頻率讀數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)盤(pán)上的測(cè)速點(diǎn)數(shù)折算成轉(zhuǎn)速值n2。5、 將實(shí)驗(yàn)步驟4與實(shí)驗(yàn)步驟3比較，以轉(zhuǎn)速n1作為真值計(jì)算二種方法的測(cè)速誤差（相對(duì)誤差），相對(duì)誤差r=（(n1-n2)/n1）×100%。五、 思考題：測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)速盤(pán)上反射（或吸收點(diǎn)）的多省少與測(cè)速精度有否影響，你可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證比較轉(zhuǎn)

40、盤(pán)上是一個(gè)黑點(diǎn)的情況。實(shí)驗(yàn)二十七 光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤怆娹D(zhuǎn)速傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的原理及方法。二、 基本原理：光電式轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和透射型二種，本實(shí)驗(yàn)裝置是透射型的，傳感器端部有發(fā)光管和光電池，發(fā)光管發(fā)出的光源在轉(zhuǎn)盤(pán)上反射后由光電池接受轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由于轉(zhuǎn)盤(pán)上有相間的16個(gè)間隔，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得與轉(zhuǎn)速及黑白間隔數(shù)有關(guān)的脈沖，將電脈計(jì)數(shù)處理即可得到轉(zhuǎn)速值。三、 需用器件與單元：光電轉(zhuǎn)速傳感器、直流電源5V、轉(zhuǎn)動(dòng)源及224V直流源、數(shù)顯單元。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 光電轉(zhuǎn)速傳感器已安裝在三源板上，把三源板上的5V、接地V0與主控箱上的5V、地、數(shù)顯表的Vin相連。數(shù)顯表轉(zhuǎn)換開(kāi)

41、關(guān)打到轉(zhuǎn)速檔。2、 將轉(zhuǎn)速源224V輸出旋到最小，接到轉(zhuǎn)動(dòng)源24V插孔上。3、 合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并從數(shù)顯表上觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速。思考題： 已進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中用了多種傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速，試分析比較一下哪種方法最簡(jiǎn)單、方便。實(shí)驗(yàn)二十八 利用光電傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速的其它方案學(xué)生可以利用直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需要制作透光型轉(zhuǎn)速盤(pán)。實(shí)驗(yàn)二十九 集成溫度傳感器的特性實(shí)驗(yàn)六、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獬Ｓ玫募蓽囟葌鞲衅骰驹怼⑿阅芘c應(yīng)用。七、 基本原理：集成溫度傳器將溫敏晶體管與相應(yīng)的輔助電路集成在同一芯片上，它能直接給出正比于絕對(duì)溫度的理想線性輸出，一般用于50150之間溫度測(cè)量，溫敏晶體管是利用管子的集電極

42、電流恒定時(shí)，晶體管的基極發(fā)射極電壓與溫度成線性關(guān)系。為克服溫敏晶體管Ub電壓生產(chǎn)時(shí)的離散性、均采用了特殊的差分電路。集成溫度傳感器有電壓型和電流型二種，電流輸出型集成溫度傳感器，在一定溫度下，它相當(dāng)于一個(gè)恒流源。因此它具有不易受接觸電阻、引線電阻、電壓噪聲的干擾。具有很好的線性特性。本實(shí)驗(yàn)采用的是國(guó)產(chǎn)的AD590。它只需要一種電源（4V30V）。即可實(shí)現(xiàn)溫度到電流的線性變換，然后在終端使用一只取樣電阻（本實(shí)驗(yàn)中為R2見(jiàn)圖111）即可實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。它使用方便且電流型比電壓型的測(cè)量精度更高。八、 需用器件與單元：溫度控制單元、加熱源、集成溫度傳感器、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?shù)顯單元、萬(wàn)用表。九

43、、 實(shí)驗(yàn)步驟（位式控制）： 溫度控制儀本實(shí)驗(yàn)臺(tái)位式溫度控制簡(jiǎn)要原理如下：當(dāng)總電源K1合上，直流電源24V加于端子“總“低通，固態(tài)繼電器7、8端有直流電壓，S10端導(dǎo)通，加熱器通電加熱，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，由于熱電偶（K型）的熱電勢(shì)的作用，溫控儀內(nèi)部比較反轉(zhuǎn)總低斷開(kāi)，總高導(dǎo)通固態(tài)繼電器7、8端設(shè)有電壓，9、10端斷開(kāi)，加熱爐停止加熱，總高端導(dǎo)通后，直流電源24V加于電風(fēng)扇，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)加速降溫，因?yàn)闇囟壬仙笠欢☉T性，因此該溫度儀上沖量較大。1、 將熱電偶（K型）插入臺(tái)面三源板加熱源的一個(gè)傳感器安置孔中。選擇K型熱電偶插入主控面板上的熱電偶插孔中，紅線為正極，注意熱電偶護(hù)套中已安置了二支熱電偶。K型

44、和E型，它們的熱電勢(shì)值不同從熱電勢(shì)表中可以判別K型和E型（E型熱電勢(shì)大）。2、 將加熱器的220V電源插頭插入主控箱面板上的電源插座上。3、 在溫度控制儀上設(shè)定 t=40時(shí)，溫控儀面板上有個(gè)位十位百位三位溫度值設(shè)定按上端為加，按下端為減。4、 將溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵鯲O2與主控箱數(shù)顯表輸入Vi相接，波段開(kāi)關(guān)選擇電壓2V檔，此時(shí)2V檔數(shù)顯表電壓指示燈亮。5、 將集成溫度傳感器加熱端插入加熱源的一個(gè)插孔中，尾部紅色線為正端，插入實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓腶端，見(jiàn)圖112，另一端插入b孔上，a端接電源4V，b端與Vo1相接，R6接地，接上直流源±15V。6、 運(yùn)放IC4調(diào)零，Vo1接地，調(diào)RW3使輸出U

45、O2為零，數(shù)顯表顯示為零，除去V01短路線。111集成溫度傳感器實(shí)驗(yàn)原理圖圖112 位式溫度控制原理圖7、 將UO2與數(shù)顯表頭Vi相接，開(kāi)關(guān)選擇電壓指示2V檔，電壓指示燈亮。8、 合上加熱源開(kāi)關(guān)，溫度從40開(kāi)始，每隔10讀取一個(gè)點(diǎn)。記下數(shù)顯表上相應(yīng)讀數(shù)，上限不超過(guò)100，記入表111。表111T（）V(V)9、 由表111數(shù)據(jù)計(jì)算在此范圍內(nèi)集成溫度傳感器的非線性誤差。十、 實(shí)驗(yàn)步驟（PID控制）增強(qiáng)型溫度控制儀XMTD7611H、PID溫度調(diào)節(jié)控制儀使用說(shuō)明如下：接通電源后，顯示窗即顯示被控對(duì)象的測(cè)量值。此時(shí)按“”鍵三秒鐘，使面板上的“設(shè)定項(xiàng)目指示”圖表中第一個(gè)指示燈“控制”點(diǎn)亮，這時(shí)顯示窗顯

46、示“控制”設(shè)定值，按“”或“”鍵“控制”設(shè)定值符合您需要，再按一下“”鍵即轉(zhuǎn)入下一設(shè)定項(xiàng)目，最后切換至“設(shè)定項(xiàng)目指示“燈全熄（顯示窗顯示測(cè)量值），完成一個(gè)設(shè)定循環(huán)，儀表即可投入使用。該P(yáng)ID調(diào)節(jié)儀表，推薦的比例帶P為5，積分I為180，微分D為0、修正值出廠時(shí)，設(shè)置為“0”，讀請(qǐng)勿輕易變動(dòng)比值，以免將精確的儀表修正成不精確。圖113 XMTD7611H面板圖圖114 XMTD76溫控儀控溫原理圖1、 將加熱器的220V電源插頭插入主控箱面板上的電源加熱插座上。2、 在溫度控制儀表面板上按“”鍵三秒鐘，控制點(diǎn)亮，按“”鍵使（初始時(shí)跳動(dòng)慢，按長(zhǎng)時(shí)上升很快），設(shè)定控制溫度t=40，再按“”鍵，超限點(diǎn)

47、亮，按加數(shù)鍵“”和減數(shù)鍵“”，使超限值為40.1，再依次按“”鍵，修正為0，比例為P5，積分為180，微分為0均已設(shè)置好，可不必改動(dòng)。3、 將集成溫度傳感器加熱端置于加熱器插孔中，尾部接線接實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蠘?biāo)有雙圈符號(hào)的a、b端，見(jiàn)圖111。棕色線為正端接實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系腶 端。加直流源2V，另一端蘭色線接b端，信號(hào)直接從b端輸出。與運(yùn)放IC1、IC2輸入端相接。4、 用連接線將Vo2端接入數(shù)顯表單元上Vi端，電壓量程撥至2V檔。5、 合上加熱源開(kāi)關(guān)，待溫度顯示在40時(shí)，讀取數(shù)顯表上示值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟2的將控制溫度設(shè)定值增加5度，依次推進(jìn)，記取相應(yīng)的數(shù)顯值，記入表111，可讀取10個(gè)數(shù)值。表111t()

48、V(mv)十一、 思考題：大家知道在一定的電流模式下PN結(jié)的正向電壓與溫度之間具有較好的線性關(guān)系，因此就有溫敏二極管，你若有興趣可以利用開(kāi)關(guān)二極管或其它溫敏二極管在50100之間，作溫度特性，然后與集成溫度傳感器相同區(qū)間的溫度特性進(jìn)行比較，從線性看溫度傳感器線性?xún)?yōu)于溫敏二極管，請(qǐng)闡明理由。實(shí)驗(yàn) 熱電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄犭娮璧奶匦耘c應(yīng)用。二、 基本原理：利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，熱電阻用于測(cè)量時(shí)，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性關(guān)系。常用鉑電阻和銅電阻、鉑電阻在0630.74以?xún)?nèi)，電阻Rt與溫度t的關(guān)系為：Rt=Ro(1+At+Bt2)R

49、o系溫度為0時(shí)的電阻。本實(shí)驗(yàn)Ro100。A3.9684×102，B5.847×1072，鉑電阻現(xiàn)是三線連接，其中一端接二根引線主要為消除引線電阻對(duì)測(cè)量的影響。三、 需用器件與單元：加熱源、K型熱電偶、Pt100熱電阻、溫度控制單元、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?shù)顯單元、萬(wàn)用表。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 將Pt100鉑電阻三根線插入實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍢?biāo)Rt的a、b和R6端上，用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)出Pt100三根線中其中短接的二根線接b端和R5端。這樣Rt與R3、R1、Rw1、R4組成直流電橋，是一種單臂電橋工作形式。Rw1中心活動(dòng)點(diǎn)與R5相接。2、 在端點(diǎn)a與地之間加直流源6V，合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，調(diào)

50、RW1使電橋平衡，橋路輸出端b和中心活動(dòng)點(diǎn)之間在室溫下輸出為零。3、 加±15V運(yùn)放電源，調(diào)RW3使UO20，接上數(shù)顯單元，撥2V電壓顯示檔，使數(shù)顯為零。4、 在常溫基礎(chǔ)上，將設(shè)定溫度值可按t=5讀取數(shù)顯表值。將結(jié)果填入下表112。關(guān)閉電源主控箱電源開(kāi)關(guān)。表112鉑電阻熱電勢(shì)與溫度值 t()V(mv)圖115 熱電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn)5、 根據(jù)表112值計(jì)算其非線性誤差。五、 思考題：如何根據(jù)測(cè)溫范圍和精度要求選用熱電阻？實(shí)驗(yàn)三十七 熱電偶測(cè)溫性能實(shí)驗(yàn)六、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄犭娕紲y(cè)量溫度的性能與應(yīng)用范圍。七、 基本原理：當(dāng)兩種不同的金屬組成回路，產(chǎn)生的二個(gè)接點(diǎn)有溫度差，會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，這就是熱

51、電效應(yīng)。溫度高的接點(diǎn)就是工作端，將其置于被測(cè)溫度場(chǎng)配以相應(yīng)電路就可間接測(cè)得被測(cè)溫度值。八、 需用器件與單元：熱電偶、K型、E型、加熱源、溫度控制儀、數(shù)顯單元。九、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 將K型熱電偶插入到主控板上用于溫度設(shè)定。2、 將E型熱電偶插入溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蠘?biāo)有熱電偶符號(hào)的a、b孔上，熱電偶自由端連線中帶紅色套管或紅色斜線的一條為正端。將a、b端與R5、R6相接。3、 設(shè)定溫度值t40。將R5、R6短路接地，接入±15V電源，打開(kāi)主控箱電源開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)RW3使UO2為零（見(jiàn)圖115），將UO2與數(shù)顯表單元上的Ui相接。調(diào)RW3使數(shù)顯表顯示零位，主控箱上電壓波段開(kāi)關(guān)撥到2V檔。4、 去

52、掉R5、R6短路接線，將a、b端與放大器R5、R6相接，調(diào)RW2，將信號(hào)放大到比分度值大10倍的毫伏值。5、 在40到150之間設(shè)定t5。讀出數(shù)顯表頭輸出電勢(shì)與溫度值，并記入表113。表113E型熱電偶熱電勢(shì)與溫度數(shù)據(jù)t()V(mv)6、 根據(jù)表113計(jì)算非線性誤差。附：分度表測(cè)量元件溫度500501001502003004005006008001200140016001800熱電偶E03.0476.3179.78713.41921.03328.94336.99945.08561.066K02.0224.0956.1378.13712.0273.2614.2345.2377.34511.94714.36816.771熱電阻Cu5039.245060.771.482.13Pt10080.3100119.4138.5157.31175.84212.02247.04280.90313.59375.57十、 思考題：1、 通過(guò)溫度傳感器的三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)銓?duì)各類(lèi)溫度傳感器的使用范圍有何認(rèn)識(shí)？2、 能否用AD590設(shè)計(jì)一個(gè)直接顯示攝氏溫度5050數(shù)字式溫度計(jì)并利用本實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)三十八 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄犭娕祭涠藴囟妊a(bǔ)償?shù)脑砼c方法。二、 基本原理：熱電偶冷