檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、北京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)中心過程控制實(shí)驗(yàn)室 檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 57 前 言隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟、硬件的飛速發(fā)展，工程測(cè)量技術(shù)相應(yīng)地迅速提高，并廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、災(zāi)害預(yù)測(cè)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、能源系統(tǒng)等領(lǐng)域。因此檢測(cè)技術(shù)是一門應(yīng)用十分廣泛的技術(shù)基礎(chǔ)課程。而檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課利用傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，把實(shí)驗(yàn)的基本操作，對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的理解及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)等融為一體，綜合訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力，是檢測(cè)技術(shù)課程必不可少的重要環(huán)節(jié)。檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)采用傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過實(shí)驗(yàn)幫助廣大學(xué)生加強(qiáng)對(duì)書本知識(shí)的理解，并在實(shí)驗(yàn)的過程中，通過信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、分析、掌握作為一個(gè)科技工作者應(yīng)具有的

2、基本操作技能與動(dòng)手能力。作為一個(gè)完整的測(cè)量系統(tǒng)，包括信息的采集傳感器；信息的轉(zhuǎn)換放大器、變換器；信息的處理調(diào)節(jié)器、計(jì)算機(jī)等傳感器是將各種被測(cè)非電量，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)碾娦盘?hào)的裝置。它獲得信息的正確與否，關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度。如果沒有各種類型的傳感器提供可靠、準(zhǔn)確的信息，就不可能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的智能系統(tǒng)。測(cè)量電路是把傳感器的輸出信號(hào)，變成電壓或電流信號(hào)。在實(shí)驗(yàn)中用到電橋、差動(dòng)放大器等電路?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的測(cè)試都是由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)測(cè)量發(fā)展，為此我們安排了綜合型實(shí)驗(yàn)：位移測(cè)量（靜態(tài)）和振動(dòng)參數(shù)的綜合測(cè)量（動(dòng)態(tài)）。為了提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用的能力，安排了設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)：振動(dòng)測(cè)量的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)速測(cè)

3、量的設(shè)計(jì)。要求學(xué)生用兩種以上的方法實(shí)現(xiàn)，并比較不同方法之間實(shí)現(xiàn)方式、各種性能和測(cè)量范圍等的不同。CSY2000系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)說明書一、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成CSY2000系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由主機(jī)箱、溫度源、轉(zhuǎn)動(dòng)源、振動(dòng)源、傳感器、相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌等組成。1、主機(jī)箱：提供高穩(wěn)定的±15V、±5V、5V、±2V±10V（步進(jìn)可調(diào)）、2V24V（連續(xù)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源；音頻信號(hào)源（音頻振蕩器）1KHz10KHz（連續(xù)可調(diào)）；低頻信號(hào)源（低頻振蕩器）1Hz30Hz（連續(xù)可調(diào)）；氣壓源020KPa（可調(diào)）；溫度（轉(zhuǎn)速）智能調(diào)

4、節(jié)儀；計(jì)算機(jī)通信口；主機(jī)箱面板上裝有電壓、頻率轉(zhuǎn)速、氣壓、計(jì)時(shí)器數(shù)顯表；漏電保護(hù)開關(guān)等。其中，直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器、低頻振蕩器都具有過載切斷保護(hù)功能，在排除接線錯(cuò)誤后重新開機(jī)恢復(fù)正常工作。2、振動(dòng)源：振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)頻率1Hz30Hz可調(diào)（諧振頻率9Hz左右）。 轉(zhuǎn)動(dòng)源：手動(dòng)控制02400轉(zhuǎn)分；自動(dòng)控制3002400轉(zhuǎn)分。 溫度源：常溫180。3、傳感器：基本型有電阻應(yīng)變式傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、差動(dòng)變壓器、電容式位移傳感器、霍爾式位移傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電轉(zhuǎn)速傳感器、壓電式傳感器、電渦流傳感器、光纖傳感器、光電轉(zhuǎn)速傳感器（光電斷續(xù)器）、集成溫度(AD590)傳感器、K型熱電偶、E型熱

5、電偶、Pt100鉑電阻、Cu50銅電阻、濕敏傳感器、氣敏傳感器共十八個(gè)。 增強(qiáng)型：基本型基礎(chǔ)上可選配扭矩傳感器、超聲位移傳感器、PSD位置傳感器、CCD電荷耦合器件、光柵位移傳感器、紅外熱釋電傳感器、紅外夜視傳感器、指紋傳感器等。4、實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹夯拘陀袘?yīng)變式、壓力、差動(dòng)變壓器、電容式、霍爾式、壓電式、電渦流、光纖位移、溫度、移相相敏檢波低通濾波共十塊模板。增強(qiáng)型增加與選配傳感器配套的實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉?、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件，另附。6、實(shí)驗(yàn)臺(tái)：尺寸為1600×800×750mm，實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌上預(yù)留了計(jì)算機(jī)及示波器安放位置。二、電路原理實(shí)驗(yàn)?zāi)０咫娐吩硪延∷⒃谀０宓拿姘迳?，實(shí)驗(yàn)接線圖參

6、見文中的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。三、使用方法1、開機(jī)前將電壓表顯示選擇旋鈕打到2V檔；電流表顯示選擇旋鈕打到200mA檔；步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源旋鈕打到±2V檔；其余旋鈕都打到中間位置。2、將AC220V電源線插頭插入市電插座中，合上電源開關(guān)，數(shù)顯表顯示0000，表示實(shí)驗(yàn)臺(tái)已接通電源。3、做每個(gè)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先閱讀實(shí)驗(yàn)指南，每個(gè)實(shí)驗(yàn)均應(yīng)在斷開電源的狀態(tài)下按實(shí)驗(yàn)線路接好連接線（實(shí)驗(yàn)中用到可調(diào)直流電源時(shí)，應(yīng)在該電源調(diào)到實(shí)驗(yàn)值后再接到實(shí)驗(yàn)線路中），檢查無誤后方可接通電源。4、合上調(diào)節(jié)儀（溫度開關(guān)）電源開關(guān)，調(diào)節(jié)儀的PV顯示測(cè)量值；SV顯示設(shè)定值。5、合上氣源開關(guān)，氣泵有聲響，說明氣泵工作正常。6、數(shù)據(jù)采集卡

7、及處理軟件使用方法另附說明。四、儀器維護(hù)及故障排除1、維護(hù)防止硬物撞擊、劃傷實(shí)驗(yàn)臺(tái)面；防止傳感器及實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓涞孛?。?shí)驗(yàn)完畢要將傳感器、配件、實(shí)驗(yàn)?zāi)０寮斑B線全部整理好。2、故障排除開機(jī)后數(shù)顯表都無顯示，應(yīng)查AC220V電源有否接通；主機(jī)箱側(cè)面AC220V 插座中的保險(xiǎn)絲是否燒斷。如都正常，則更換主機(jī)箱中主機(jī)電源。轉(zhuǎn)動(dòng)源不工作，則手動(dòng)輸入12V電壓，如不工作，更換轉(zhuǎn)動(dòng)源；如工作正常，應(yīng)查調(diào)節(jié)儀設(shè)置是否準(zhǔn)確；控制輸出Vo有無電壓，如無電壓，更換主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速控制板。振動(dòng)源不工作，檢查主機(jī)箱面板上的低頻振蕩器有無輸出，如無輸出，更換信號(hào)板；如有輸出，更換振動(dòng)源的振蕩線圈。溫度源不工作，檢查溫度源電源

8、開關(guān)有否打開；溫度源的保險(xiǎn)絲是否燒斷；調(diào)節(jié)儀設(shè)置是否準(zhǔn)確。如都正常，則更換溫度源。五、注意事項(xiàng)1、在實(shí)驗(yàn)前務(wù)必詳細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指南。2、嚴(yán)禁用酒精、有機(jī)溶劑或其它具有腐蝕性溶液擦洗主機(jī)箱的面板和實(shí)驗(yàn)?zāi)０迕姘濉?、請(qǐng)勿將主機(jī)箱的電源、信號(hào)源輸出端與地（）短接，因短接時(shí)間長(zhǎng)易造成電路故障。4、請(qǐng)勿將主機(jī)箱的±電源引入實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍟r(shí)接錯(cuò)。5、在更換接線時(shí)，應(yīng)斷開電源，只有在確保接線無誤后方可接通電源。6、實(shí)驗(yàn)完畢后，請(qǐng)將傳感器及實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸呕卦帯?、如果實(shí)驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)期未通電使用，在實(shí)驗(yàn)前先通電十分鐘預(yù)熱，再檢查按一次漏電保護(hù)按鈕是否有效。8、實(shí)驗(yàn)接線時(shí)，要握住手柄插拔實(shí)驗(yàn)線，不能拉扯實(shí)驗(yàn)線。六、隨機(jī)附

9、件詳見裝箱清單。CSY3000系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)說明書CSY3000系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)是在2000系列的基礎(chǔ)上加常用的光電探測(cè)器實(shí)驗(yàn)，主要用于各大專院校、中專及職業(yè)技術(shù)院校開設(shè)的“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)” “傳感器原理與技術(shù)” “工業(yè)自動(dòng)化控制” “非電量電測(cè)技術(shù)”“光電檢測(cè)技術(shù)”等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。它是采用最新推出的模塊化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上采用的大部分傳感器雖然是教學(xué)傳感器（透明結(jié)構(gòu)便于教學(xué)），但其結(jié)構(gòu)與線路是工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。希望通過實(shí)驗(yàn)幫助廣大學(xué)生加強(qiáng)對(duì)書本知識(shí)的理解，并在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過程中通過信號(hào)的拾取、轉(zhuǎn)換、分析、掌握作為一個(gè)科技工作者應(yīng)具有的基本的操作技能與動(dòng)手能力。一、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的

10、組成CSY3000系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由主機(jī)箱、溫度源、轉(zhuǎn)動(dòng)源、振動(dòng)源、傳感器、相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌等組成。1、主機(jī)箱：提供高穩(wěn)定的±15V、±5V、5V、±2V±10V（步進(jìn)可調(diào)）、2V24V（連續(xù)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源；直流恒流源06mA20mA可調(diào)；音頻信號(hào)源（音頻振蕩器）1KHz10KHz（連續(xù)可調(diào)）；低頻信號(hào)源（低頻振蕩器）1Hz30Hz（連續(xù)可調(diào)）；氣壓源020KPa（可調(diào)）；溫度（轉(zhuǎn)速）智能調(diào)節(jié)儀（開關(guān)置內(nèi)為溫度調(diào)節(jié)、置外為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）；計(jì)算機(jī)通信口；主機(jī)箱面板上裝有電壓、電流、頻率轉(zhuǎn)速、氣壓、光照度數(shù)顯表；漏電保

11、護(hù)開關(guān)等。其中，直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器、低頻振蕩器都具有過載切斷保護(hù)功能，在排除接線錯(cuò)誤后重新開機(jī)一下才能恢復(fù)正常工作。2、振動(dòng)源：振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)頻率1Hz30Hz可調(diào)（諧振頻率9Hz左右）。轉(zhuǎn)動(dòng)源：手動(dòng)控制02400轉(zhuǎn)分；自動(dòng)控制3002400轉(zhuǎn)分。溫度源：常溫150。3、傳感器：基本型有電阻應(yīng)變式傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、差動(dòng)變壓器、電容式位移傳感器、霍爾式位移傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電轉(zhuǎn)速傳感器、壓電式傳感器、電渦流傳感器、光纖傳感器、光電轉(zhuǎn)速傳感器（光電斷續(xù)器）、集成溫度傳感器、K型熱電偶、E型熱電偶、Pt100鉑電阻、Cu50銅電阻、濕敏傳感器、氣敏傳感器、光照度探頭、純白高亮發(fā)光

12、二極管、紅外發(fā)光二極管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池、反射式光電開關(guān)共二十六個(gè)（其中二個(gè)光源）。增強(qiáng)型：基本型基礎(chǔ)上可選配扭矩傳感器、超聲位移傳感器、PSD位置傳感器、CCD電荷耦合器件、光柵位移傳感器、紅外熱釋電傳感器、紅外夜視傳感器、指紋傳感器等。4、實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹夯拘陀袘?yīng)變式、壓力、差動(dòng)變壓器、電容式、霍爾式、壓電式、電渦流、光纖位移、溫度、移相相敏檢波低通濾波模板、光電器件(一)、光開關(guān)共十二塊模板。增強(qiáng)型增加與選配傳感器配套的實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉?、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件，另附。6、實(shí)驗(yàn)臺(tái)：尺寸為1600×800×750mm，實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌上預(yù)留了計(jì)算機(jī)及示波器安放位置

13、。二、電路原理實(shí)驗(yàn)?zāi)０咫娐吩硪延∷⒃谀０宓拿姘迳?，實(shí)驗(yàn)接線圖參見下文中的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。三、使用方法1、開機(jī)前將電壓表顯示選擇旋鈕打到2V檔；電流表顯示選擇旋鈕打到200mA檔；步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源旋鈕打到±2V檔；其余旋鈕都打到中間位置。2、將AC220V電源線插頭插入市電插座中，合上電源開關(guān)，數(shù)顯表顯示0000，表示實(shí)驗(yàn)臺(tái)已接通電源。3、做每個(gè)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先閱讀實(shí)驗(yàn)指南，每個(gè)實(shí)驗(yàn)均應(yīng)在斷開電源的狀態(tài)下按實(shí)驗(yàn)線路接好連接線（實(shí)驗(yàn)中用到可調(diào)直流電源時(shí)，應(yīng)在該電源調(diào)到實(shí)驗(yàn)值后再接到實(shí)驗(yàn)線路中），檢查無誤后方可接通電源。4、合上調(diào)節(jié)儀（溫度開關(guān)）電源開關(guān)，調(diào)節(jié)儀的PV顯示測(cè)量值；SV顯示設(shè)

14、定值。5、合上氣源開關(guān)，氣泵有聲響，說明氣泵工作正常。6、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件使用方法另附說明。四、儀器維護(hù)及故障排除1、維護(hù)防止硬物撞擊、劃傷實(shí)驗(yàn)臺(tái)面；防止傳感器及實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓涞孛?。?shí)驗(yàn)完畢要將傳感器、配件、實(shí)驗(yàn)?zāi)０寮斑B線全部整理好。2、故障排除開機(jī)后數(shù)顯表都無顯示，應(yīng)查AC220V電源有否接通；主機(jī)箱側(cè)面AC220V 插座中的保險(xiǎn)絲是否燒斷。如都正常，則更換主機(jī)箱中主機(jī)電源。轉(zhuǎn)動(dòng)源不工作，則手動(dòng)輸入12V電壓，如不工作，更換轉(zhuǎn)動(dòng)源；如工作正常，應(yīng)查調(diào)節(jié)儀設(shè)置是否準(zhǔn)確；控制輸出Vo有無電壓，如無電壓，更換主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速控制板。振動(dòng)源不工作，檢查主機(jī)箱面板上的低頻振蕩器有無輸出，如無輸出，更換

15、信號(hào)板；如有輸出，更換振動(dòng)源的振蕩線圈。溫度源不工作，檢查溫度源電源開關(guān)有否打開；溫度源的保險(xiǎn)絲是否燒斷；調(diào)節(jié)儀設(shè)置是否準(zhǔn)確。如都正常，則更換溫度源。五、注意事項(xiàng)1、在實(shí)驗(yàn)前務(wù)必詳細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指南。2、嚴(yán)禁用酒精、有機(jī)溶劑或其它具有腐蝕性溶液擦洗主機(jī)箱的面板和實(shí)驗(yàn)?zāi)０迕姘濉?、請(qǐng)勿將主機(jī)箱的電源、信號(hào)源輸出端與地（）短接，因短接時(shí)間長(zhǎng)易造成電路故障。4、請(qǐng)勿將主機(jī)箱的±電源引入實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍟r(shí)接錯(cuò)。5、在更換接線時(shí)，應(yīng)斷開電源，只有在確保接線無誤后方可接通電源。6、實(shí)驗(yàn)完畢后，請(qǐng)將傳感器及實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸呕卦帯?、如果實(shí)驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)期未通電使用，在實(shí)驗(yàn)前先通電十分鐘預(yù)熱，再檢查按一次漏電保護(hù)按鈕是否有

16、效。8、實(shí)驗(yàn)接線時(shí)，要握住手柄插拔實(shí)驗(yàn)線，不能拉扯實(shí)驗(yàn)線。實(shí) 驗(yàn) 目 錄前 言1CSY2000系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)說明書2CSY3000系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)說明書4實(shí) 驗(yàn) 目 錄6實(shí)驗(yàn)一 應(yīng)變片特性及應(yīng)用7實(shí)驗(yàn)二 位移實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)三 差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)17實(shí)驗(yàn)四 霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)五 壓電式傳感器測(cè)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)23實(shí)驗(yàn)六 電渦流傳感器位移實(shí)驗(yàn)24實(shí)驗(yàn)七 振動(dòng)參數(shù)測(cè)量26實(shí)驗(yàn)八 測(cè)速實(shí)驗(yàn)32實(shí)驗(yàn)九 光電特性實(shí)驗(yàn)46實(shí)驗(yàn)十 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)56實(shí)驗(yàn)一 應(yīng)變片特性及應(yīng)用 環(huán)節(jié)一、金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，單臂電橋工作原理和性能。二、基本原理：電

17、阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為： RRK 式中：RR為電阻絲電阻相對(duì)變化，K為應(yīng)變靈敏系數(shù),=L/L為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化。金屬箔式應(yīng)變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過它轉(zhuǎn)換被測(cè)部位受力狀態(tài)變化。電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電壓反映了相應(yīng)的受力狀態(tài)。對(duì)單臂電橋輸出電壓 Uo1= EK/4。三、需用器件與單元：主機(jī)箱(±4V、±15V、電壓表)、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、砝碼、4位數(shù)顯萬用表（自備）。圖1-1 應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)安裝、接線示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟：應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)

18、模板說明：實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械腞1、R2、R3、R4為應(yīng)變片，沒有文字標(biāo)記的5個(gè)電阻符號(hào)下面是空的，其中4個(gè)組成電橋模型是為實(shí)驗(yàn)者組成電橋方便而設(shè)，圖中的粗黑曲線表示連接線。1、根據(jù)圖1-1應(yīng)變式傳感器（電子秤傳感器）已裝于應(yīng)變傳感器模板上。傳感器中4片應(yīng)變片和加熱電阻已連接在實(shí)驗(yàn)?zāi)０遄笊戏降腞1、R2、R3、R4和加熱器上。傳感器左下角應(yīng)變片為R1；右下角為R2；右上角為R3；左上角為R4。當(dāng)傳感器托盤支點(diǎn)受壓時(shí)，R1、R3阻值增加，R2、R4阻值減小，可用四位半數(shù)顯萬用進(jìn)行測(cè)量判別。常態(tài)時(shí)應(yīng)變片阻值為350，加熱絲電阻值為50左右。安裝接線。 2、放大器輸出調(diào)零：將圖1-1實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳戏糯笃鞯膬奢斎?/p>

19、端口引線暫時(shí)脫開，再用導(dǎo)線將兩輸入端短接(Vi0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3大約到中間位置(先逆時(shí)針旋到底，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈)；將主機(jī)箱電壓表的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。3、應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒?yàn)：拆去放大器輸入端口的短接線，將暫時(shí)脫開的引線復(fù)原(見圖1-1接線圖)。調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系臉蚵菲胶怆娢黄鱎W1，使主機(jī)箱電壓表顯示為零；在應(yīng)變傳感器的托盤上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加砝碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200g（或500 g）砝碼加完。記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表1-1畫出實(shí)驗(yàn)曲線。表1-1重量(g)電壓(mv)4、根

20、據(jù)表1-1計(jì)算系統(tǒng)靈敏度SU/W（U輸出電壓變化量，W重量變化量）和非線性誤差，=m/yFS ×100式中m為輸出值（多次測(cè)量時(shí)為平均值）與擬合直線的最大偏差：yFS滿量程輸出平均值，此處為200g（或500g）。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。五、思考題： 單臂電橋時(shí)，作為橋臂電阻應(yīng)變片應(yīng)選用：（1）正（受拉）應(yīng)變片（2）負(fù)（受壓）應(yīng)變片（3）正、負(fù)應(yīng)變片均可以。 環(huán)節(jié)二 金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^半橋與單臂電橋的不同性能、了解其特點(diǎn)。二、基本原理：不同受力方向的兩只應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善。當(dāng)應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時(shí)，其橋路輸出電壓UO2E

21、K2。三、需用器件與單元：主機(jī)箱、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、砝碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、將托盤安裝到應(yīng)變傳感器的托盤支點(diǎn)上。將實(shí)驗(yàn)?zāi)０宀顒?dòng)放大器調(diào)零：用導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系?#177;15v、插口與主機(jī)箱電源±15v、分別相連，再將實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械姆糯笃鞯膬奢斎肟诙探?Vi0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3大約到中間位置(先逆時(shí)針旋到底，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈)；將主機(jī)箱電壓表的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。圖1-2 應(yīng)變式傳感器半橋接線圖2、拆去放大器輸入端口的短接線，根據(jù)圖1-2接線。注意R2應(yīng)和R3受力狀態(tài)相反，即將傳感器

22、中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應(yīng)變片作為電橋的相鄰邊。調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系臉蚵菲胶怆娢黄鱎W1，使主機(jī)箱電壓表顯示為零；在應(yīng)變傳感器的托盤上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加砝碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200g（或500 g）砝碼加完。記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表1-2畫出實(shí)驗(yàn)曲線，計(jì)算靈敏度S2UW，非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。表1-2重量電壓三、思考題：1、半橋測(cè)量時(shí)兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時(shí)，應(yīng)放在：（1）對(duì)邊（2）鄰邊。2、橋路（差動(dòng)電橋）測(cè)量時(shí)存在非線性誤差，是因?yàn)椋海?）電橋測(cè)量原理上存在非線性（2）應(yīng)變片應(yīng)變效應(yīng)是非線性的（3）調(diào)零值不是真正為零。環(huán)節(jié)三 金屬

23、箔式應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馊珮驕y(cè)量電路的優(yōu)點(diǎn)。二、基本原理：全橋測(cè)量電路中，將受力方向相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，相反的?yīng)變片接入電橋鄰邊。當(dāng)應(yīng)變片初始阻值：R1R2R3R4，其變化值R1R2R3R4時(shí)，其橋路輸出電壓U03KE。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。三、需用器件和單元：同環(huán)節(jié)二。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、將托盤安裝到應(yīng)變傳感器的托盤支點(diǎn)上。將實(shí)驗(yàn)?zāi)０宀顒?dòng)放大器調(diào)零：用導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系?#177;15v、插口與主機(jī)箱電源±15v、分別相連，再將實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械姆糯笃鞯膬奢斎肟诙探?Vi0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3大約到中間位置(先逆

24、時(shí)針旋到底，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈)；將主機(jī)箱電壓表的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。圖1-3 全橋性能實(shí)驗(yàn)接線圖2、拆去放大器輸入端口的短接線，根據(jù)圖1-3接線。實(shí)驗(yàn)方法與環(huán)節(jié)二相同，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表1-3畫出實(shí)驗(yàn)曲線；進(jìn)行靈敏度和非線性誤差計(jì)算。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。表1-3重量電壓五、思考題：1、測(cè)量中，當(dāng)兩組對(duì)邊（R1、R3為對(duì)邊）電阻值R相同時(shí)，即R1R3，R2R4，而R1R2時(shí)，是否可以組成全橋：（1）可以（2）不可以。2某工程技術(shù)人員在進(jìn)行材料拉力測(cè)試時(shí)在棒材上貼了兩組應(yīng)變片，如圖1-4，如何利用這四片應(yīng)變片組成電橋，是

25、否需要外加電阻。圖1-4應(yīng)變式傳感器受拉時(shí)傳感器圓周面展開圖環(huán)節(jié)四 金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^單臂、半橋、全橋輸出時(shí)的靈敏度和非線性度，得出相應(yīng)的結(jié)論。二、基本原理：如圖1-5 （a）、（b）、（c） （a）單臂 （b）半橋 （c）全橋圖1-5 應(yīng)變電橋（a）、U0UU(R1R1)(R1R1R2)R4(R3R4)E （1R1R1）（1R1R1R2R2）（R4R3）（1R4R3）E設(shè)R1R2R3R4，且R1R11。U0(14)(R1R1)E所以電橋的電壓靈敏度:SU0(R1R1)kE(14)E(b)、同理:U0(12)(R1R1)ES(12)E(C)、同理:U0(R

26、1R1)E SE三、需用器件與單元：主機(jī)箱、應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、砝碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)環(huán)節(jié)一、二、三所得的單臂、半橋和全橋輸出時(shí)的靈敏度和非線性度，從理論上進(jìn)行分析比較。闡述理由（注意：環(huán)節(jié)一、二、三中的放大器增益必須相同）。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。環(huán)節(jié)五 直流全橋的應(yīng)用電子秤實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶?yīng)變直流全橋的應(yīng)用及電路的標(biāo)定。二、基本原理：數(shù)字電子秤實(shí)驗(yàn)原理如圖1-6，全橋測(cè)量原理。本實(shí)驗(yàn)只做放大器輸出UO實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)電路調(diào)節(jié)使電路輸出的電壓值為重量對(duì)應(yīng)值，電壓量綱（V）改為重量量綱（g）即成為一臺(tái)原始電子秤。圖1-6 數(shù)字電子稱原理框圖三、需用器件與單元：主機(jī)箱、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?/p>

27、、砝碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、實(shí)驗(yàn)?zāi)０宀顒?dòng)放大器調(diào)零：將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系?#177;15v、插口與主機(jī)箱電源±15v、分別相連。用導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械姆糯笃鲀奢斎肟诙探?Vi0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3大約到中間位置(先逆時(shí)針旋到底，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈)；將主機(jī)箱電壓表的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。按圖1-3直流全橋接線，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電橋平衡電位RW1，使數(shù)顯表顯示0.00V。2、將10只砝碼全部置于傳感器的托盤上，調(diào)節(jié)電位器RW3（增益即滿量程調(diào)節(jié)）使數(shù)顯表顯示為0.200V(2V檔測(cè)量)或0.200V。

28、3、拿去托盤上的所有砝碼，調(diào)節(jié)電位器R W4（零位調(diào)節(jié)）使數(shù)顯表顯示為0.00V。4、重復(fù)2、3步驟的標(biāo)定過程，一直到精確為止，把電壓量綱V改為重量綱g，就可以稱重。成為一臺(tái)原始的電子秤。5、把砝碼依次放在托盤上，并依次記錄重量和電壓數(shù)據(jù)填入下表1-4。6、根據(jù)數(shù)據(jù)畫出實(shí)驗(yàn)曲線，計(jì)算誤差與線性度。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。表1-4重量（g）電壓(mv)環(huán)節(jié)六 金屬箔式應(yīng)變片的溫度影響實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉁囟葘?duì)應(yīng)變片測(cè)試系統(tǒng)的影響。二、基本原理：電阻應(yīng)變片的溫度影響，主要來自兩個(gè)方面。敏感柵絲的溫度系數(shù)，應(yīng)變柵的線膨脹系數(shù)與彈性體（或被測(cè)試件）的線膨脹系數(shù)不一致會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)變。因此當(dāng)溫度變化時(shí)，在被

29、測(cè)體受力狀態(tài)不變時(shí)，輸出會(huì)有變化。三、需用器件與單元：主機(jī)箱、應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、砝碼、加熱器（在實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳?，已粘貼在應(yīng)變傳感器左下角底部）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按照環(huán)節(jié)三。2、將200g砝碼放在砝碼盤上，在數(shù)顯表上讀取數(shù)值UO1。3、將主機(jī)箱中直流穩(wěn)壓電源5v、接于實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓募訜崞?v、插孔上，數(shù)分鐘后待數(shù)顯表電壓顯示基本穩(wěn)定后，記下讀數(shù)Uot ,Uot-U01即為溫度變化的影響。計(jì)算這一溫度變化產(chǎn)生的相對(duì)誤差：實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：金屬箔式應(yīng)變片溫度影響有哪些消除方法？實(shí)驗(yàn)二 位移實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)一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：利用電

30、容CAd和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過相應(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)位移（d變）和測(cè)量液位（A變）等多種電容傳感器。本實(shí)驗(yàn)采用的傳感器為圓筒式變面積差動(dòng)結(jié)構(gòu)的電容式位移傳感器，如下圖所示：它是有二個(gè)圓筒和一個(gè)圓柱組成的。設(shè)圓筒的半徑為R；圓柱的半徑為r；圓柱的長(zhǎng)為x，則電容量為C=2pln(Rr)。圖中C1、C2是差動(dòng)連接，當(dāng)圖中的圓柱產(chǎn)生X位移時(shí)，電容量的變化量為C=C1C2=2p2Xln(Rr)，式中2p、ln(Rr)為常數(shù)，說明C與位移X成正比，配上配套測(cè)量電路就能測(cè)量位移。圖2-1差動(dòng)電容傳感器結(jié)構(gòu)圖三、

31、需用器件與單元：主機(jī)箱、電容傳感器、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、測(cè)微頭的使用和安裝參閱本實(shí)驗(yàn)附。按圖2-2將電容傳感器裝于電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳喜磮D示意接線(實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓妮敵鼋又鳈C(jī)箱電壓表的)。2、將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系腞w調(diào)節(jié)到中間位置(方法：逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底再順時(shí)傳圈)。3、將主機(jī)箱上的電壓表量程(顯示選擇)開關(guān)打到檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭改變電容傳感器的動(dòng)極板位置使電壓表顯示 ，再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭(同一個(gè)方向)5圈，記錄此時(shí)的測(cè)微頭讀數(shù)和電壓表顯示值為實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)值。以后，反方向每轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭1圈即=.位移讀取電壓表讀數(shù)(這樣轉(zhuǎn)10圈讀取相應(yīng)的電壓表讀數(shù))，將數(shù)據(jù)填入表2-1并作出實(shí)驗(yàn)

32、曲線(這樣單行程位移方向做實(shí)驗(yàn)可以消除測(cè)微頭的回差)。4、 根據(jù)表2-1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。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。 圖2-2 電容傳感器位移實(shí)驗(yàn)安裝、接線圖表2-1電容傳感器位移與輸出電壓值X(mm) V(mv)環(huán)節(jié)二 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分布，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，另一束光纖接收光

33、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、器件與單元：主機(jī)箱、光纖傳感器、光纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、反射面。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、根據(jù)圖2-3示意安裝光纖位移傳感器和測(cè)微頭，二束光纖分別插入實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系墓怆娮?其內(nèi)部有發(fā)光管D和光電三極管T )中；測(cè)微頭的安裝、使用可參閱本實(shí)驗(yàn)附：測(cè)微頭的組成與使用。其它接線接圖2-3。圖2-3 光纖傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖2、檢查接線無誤后，合上主機(jī)箱電源開關(guān)。調(diào)節(jié)測(cè)微頭，使光反射面與型光纖頭輕觸；再調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系腞W、使主機(jī)箱中的電壓表(顯示選擇開關(guān)打到20檔)顯示為。3、旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，被測(cè)體離開探頭，每隔0.1m

34、m讀取電壓表顯示值，將數(shù)據(jù)填入表2-2。根據(jù)表2-2數(shù)據(jù)畫出實(shí)驗(yàn)曲線，計(jì)算測(cè)量范圍1mm時(shí)的靈敏度和非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。表2-2光纖位移傳感器輸出電壓與位移數(shù)據(jù)X（mm）V(v)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？ 附：測(cè)微頭的組成與使用測(cè)微頭組成和讀數(shù)如圖2-4測(cè)微頭讀數(shù)圖圖2-4 測(cè)位頭組成與讀數(shù)測(cè)微頭組成： 測(cè)微頭由不可動(dòng)部分安裝套、軸套和可動(dòng)部分測(cè)桿、微分筒、微調(diào)鈕組成。測(cè)微頭讀數(shù)與使用：測(cè)微頭的安裝套便于在支架座上固定安裝，軸套上的主尺有兩排刻度線，標(biāo)有數(shù)字的是整毫米刻線(1格)，另一排是半毫米刻線(.格)；微分筒前部圓周表面上刻有50等分的刻線

35、(.格)。用手旋轉(zhuǎn)微分筒或微調(diào)鈕時(shí)，測(cè)桿就沿軸線方向進(jìn)退。微分筒每轉(zhuǎn)過1格，測(cè)桿沿軸方向移動(dòng)微小位移.毫米，這也叫測(cè)微頭的分度值。測(cè)微頭的讀數(shù)方法是先讀軸套主尺上露出的刻度數(shù)值，注意半毫米刻線；再讀與主尺橫線對(duì)準(zhǔn)微分筒上的數(shù)值、可以估讀110分度，如圖2-4甲讀數(shù)為.，不是.；遇到微分筒邊緣前端與主尺上某條刻線重合時(shí)，應(yīng)看微分筒的示值是否過零，如圖2-4乙已過零則讀.；如圖2-4丙未過零，則不應(yīng)讀為，讀數(shù)應(yīng)為.。測(cè)微頭使用：測(cè)微頭在實(shí)驗(yàn)中是用來產(chǎn)生位移并指示出位移量的工具。一般測(cè)微頭在使用前，首先轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒到處(為了保留測(cè)桿軸向前、后位移的余量)，再將測(cè)微頭軸套上的主尺橫線面向自己安裝到專用支

36、架座上，移動(dòng)測(cè)微頭的安裝套(測(cè)微頭整體移動(dòng))使測(cè)桿與被測(cè)體連接并使被測(cè)體處于合適位置(視具體實(shí)驗(yàn)而定)時(shí)再擰緊支架座上的緊固螺釘。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭的微分筒時(shí)，被測(cè)體就會(huì)隨測(cè)桿而位移。實(shí)驗(yàn)三 差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn) 環(huán)節(jié)一 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)差動(dòng)變壓器隨著被測(cè)體移動(dòng)時(shí)差動(dòng)變壓器的鐵芯也隨著軸向位移，從而使初級(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

37、名端連接），就引出差動(dòng)電勢(shì)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：主機(jī)箱、差動(dòng)變壓器、差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、雙蹤示波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、將差動(dòng)變壓器和測(cè)微頭(參照實(shí)驗(yàn)二附：測(cè)微頭使用)安裝在實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓闹Ъ茏?，差?dòng)變壓器的原理圖已印刷在實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳?，L1為初級(jí)線圈；L2、L3為次級(jí)線圈；號(hào)為同名端，如下圖3-1。2、按圖3-1接線，差動(dòng)變壓器的原邊的激勵(lì)電壓必須從主機(jī)箱中音頻振蕩器的Lv端子引入，檢查接線無誤后合上總電源開關(guān)，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率為45KHz（可用主機(jī)箱的頻率表輸入Fin來監(jiān)測(cè)）；調(diào)節(jié)輸出幅度峰峰值為Vp-p2V（可用示波器監(jiān)測(cè)：X軸為0.2ms/div

38、）。3、松開測(cè)微頭的安裝緊固螺釘，移動(dòng)測(cè)微頭的安裝套使示波器第二通道顯示的波形Vp-p為較小值(變壓器鐵芯大約處在中間位置)，擰緊緊固螺釘，仔細(xì)調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒使示波器第二通道顯示的波形Vp-p為最小值(零點(diǎn)殘余電壓)并定為位移的相對(duì)零點(diǎn)。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)方向位移為負(fù)，從Vp-p最小開始旋動(dòng)測(cè)微頭的微分筒，每隔0.2mm(可取1025點(diǎn))從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值，填入下表9，再將測(cè)位頭退回到Vp-p最小處開始反方向做相同的位移實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中請(qǐng)注意：從Vp-p最小處決定位移方向后，測(cè)微頭只能按所定方向調(diào)節(jié)位移，中途不允許回調(diào)，否則，由于測(cè)微頭存在機(jī)

39、械回差而引起位移誤差；所以，實(shí)驗(yàn)時(shí)每點(diǎn)位移量須仔細(xì)調(diào)節(jié)，絕對(duì)不能調(diào)節(jié)過量，如過量則只好剔除這一點(diǎn)繼續(xù)做下一點(diǎn)實(shí)驗(yàn)或者回到零點(diǎn)重新做實(shí)驗(yàn)。當(dāng)一個(gè)方向行程實(shí)驗(yàn)結(jié)束，做另一方向時(shí)，測(cè)微頭回到Vp-p最小處時(shí)它的位移讀數(shù)有變化(沒有回到原來起始位置)是正常的，做實(shí)驗(yàn)時(shí)位移取相對(duì)變化量為定值，只要中途測(cè)微頭不回調(diào)就不會(huì)引起位移誤差。圖3-1差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)安裝、接線圖4、實(shí)驗(yàn)過程中注意差動(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3-1畫出Vop-pX曲線，作出位移為±1mm、±3mm時(shí)的靈敏度和非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。表9 V(mv)X(mm) 五、思考題

40、：1、用差動(dòng)變壓器測(cè)量振動(dòng)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？環(huán)節(jié)二 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，、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與無關(guān)，當(dāng)然過高會(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：主機(jī)箱、差動(dòng)變壓器、差動(dòng)變壓器

41、實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、雙蹤示波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、差動(dòng)變壓器及測(cè)微頭的安裝、接線同環(huán)節(jié)一圖3-1并仔細(xì)參閱實(shí)驗(yàn)二附：測(cè)微頭的組成與使用。2、檢查接線無誤后，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)主機(jī)箱音頻振蕩器LV輸出頻率為1KHZ（可用主機(jī)箱的頻率表監(jiān)測(cè)頻率），Vp-p2V(示波器監(jiān)測(cè)Vp-p)。 調(diào)節(jié)測(cè)微頭微分筒使差動(dòng)變壓器的鐵芯處于線圈中心位置即輸出信號(hào)最小時(shí)(示波器監(jiān)測(cè)Vp-p最小時(shí))的位置。3、調(diào)節(jié)測(cè)微頭位移量為2.50mm，差動(dòng)變壓器有某個(gè)較大的Vp-p輸出。4、在保持位移量不變的情況下改變激勵(lì)電壓(音頻振蕩器)的頻率從1KHZ9KHZ(激勵(lì)電壓幅值2不變)時(shí)差動(dòng)變壓器的相應(yīng)輸出的Vp-p值填入表

42、3-2。表3-2F(Hz)1KHz2 KHz3 KHz4 KHz5 KHz6 KHz7 KHz8 KHz9 KHzVpp5、作出幅頻(Vp-p)特性曲線。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。環(huán)節(jié)三 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，初級(jí)線圈的縱向排列的不均勻性，二次級(jí)的不均勻、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，稱其為零點(diǎn)殘余電壓。三、需用器件與單元：主機(jī)箱、測(cè)微頭、差動(dòng)變壓器、差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、示波器。四、?shí)驗(yàn)步驟：1、參閱實(shí)驗(yàn)二附：測(cè)微頭的組成與使用。根

43、據(jù)圖3-2接線，差動(dòng)變壓器原邊激勵(lì)電壓從音頻振蕩器的LV插口引入，實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械腞1 、C1 、RW1 、RW2為電橋單元中調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。2、用示波器和頻率表監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)主機(jī)箱音頻振蕩器輸出頻率為45KHz、幅值為2V峰峰值的激勵(lì)電壓。3、調(diào)整測(cè)微頭，使差動(dòng)放大器輸出電壓最小。4、依次交替調(diào)整RW1、RW2，使輸出電壓降至最小。圖3-2 零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)接線圖5、將示波器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)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓值（峰峰值）。（注：這時(shí)的零點(diǎn)殘余電壓是經(jīng)放大后的零點(diǎn)殘余電壓，所以經(jīng)補(bǔ)償后的零點(diǎn)殘余電壓：V零點(diǎn)p-p=，K是放大

44、倍數(shù)約為7倍左右。）實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：零點(diǎn)殘余電壓是什么波形？實(shí)驗(yàn)四 霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)一 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)，它的電勢(shì)會(huì)發(fā)生變化，利用這一性質(zhì)可以進(jìn)行位移測(cè)量。三、需用器件與單元：主機(jī)箱、霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、霍爾傳感器、測(cè)微頭。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、霍爾傳感器和測(cè)微頭的安裝、使用參閱實(shí)驗(yàn)二。按圖4-1示意圖接線(實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓妮敵鼋又鳈C(jī)箱電壓表的)，將主機(jī)箱上的電壓表量程(顯示選擇)開關(guān)打到檔。2、檢查接線無誤后，開啟電源，調(diào)節(jié)測(cè)微頭使霍爾片處在兩磁

45、鋼的中間位置，再調(diào)節(jié)RW1使數(shù)顯表指示為零。圖4-1 霍爾傳感器(直流激勵(lì))位移實(shí)驗(yàn)接線示意圖3、以某個(gè)方向調(diào)節(jié)測(cè)微頭2位移，記錄電壓表讀數(shù)作為實(shí)驗(yàn)起始點(diǎn)；再反方向調(diào)節(jié)測(cè)微頭每增加0.2mm記下一個(gè)讀數(shù)(建議做4位移)，將讀數(shù)填入表4-1。表4-1X（mm）V(mv)作出VX曲線，計(jì)算不同測(cè)量范圍時(shí)的靈敏度和非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。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？環(huán)節(jié)二 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