CSY-XS-01實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(江漢大學(xué))

目錄CSY-XS-01傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱說(shuō)明書(shū):TOC\o"1-5"\h\zー、產(chǎn)品簡(jiǎn)介 3\o"CurrentDocument"二、實(shí)驗(yàn)箱組成 4\o"CurrentDocument"三、產(chǎn)品特點(diǎn) 5\o"CurrentDocument"四、傳感器 6\o"CurrentDocument"五、V9.0數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件 7CSY-XS-01傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱使用（示范實(shí)驗(yàn)舉例）實(shí)驗(yàn)ー 應(yīng)變片單臂特性實(shí)驗(yàn) 9\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二 應(yīng)變片半橋特性實(shí)驗(yàn) 15\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)三 應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn) 16\o"CurrentDocument"?實(shí)驗(yàn)四 應(yīng)變片單臂、半橋、全橋特性比較實(shí)驗(yàn) 18\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)五 應(yīng)變直流全橋的應(yīng)用ー電子秤實(shí)驗(yàn) 19\o"CurrentDocument"1實(shí)驗(yàn)六 應(yīng)變片的溫度影響實(shí)驗(yàn) 21\o"CurrentDocument"?實(shí)驗(yàn)七 應(yīng)變片溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn) 23\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)ハ 移相器、相敏檢波器實(shí)驗(yàn) 24\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)九 應(yīng)變片交流全橋的應(yīng)用（應(yīng)變儀）ー振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn) 28\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)十 壓阻式壓カ傳感器的壓カ測(cè)量實(shí)驗(yàn) 30\o"CurrentDocument"2實(shí)驗(yàn)H-ー 電容式傳感器的位移實(shí)驗(yàn) 32實(shí)驗(yàn)十二 差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn) 37\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)十三 激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器特性的影響實(shí)驗(yàn) 42\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)十四 差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn) 43\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)十五 差動(dòng)變壓器測(cè)位移實(shí)驗(yàn) 44\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)十六 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用ー振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn) 46\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)十七 電渦流傳感器位移特性實(shí)驗(yàn) 48\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)十八 被測(cè)體材質(zhì)對(duì)電渦流傳感器特性影響實(shí)驗(yàn) 52\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)十九 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) 53\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十 電渦流傳感器測(cè)振動(dòng)實(shí)驗(yàn) 54\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十ー壓電式傳感器測(cè)振動(dòng)實(shí)驗(yàn) 55\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十二溫度源的溫度控制調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn) 59\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十三K熱電偶測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn) 74\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十四PtlOO伯電阻(熱電阻)測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn) 79\o"CurrentDocument"4實(shí)驗(yàn)二十五集成溫度傳感器(AD590)測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn) 84\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十六NTC熱敏電阻溫度特性實(shí)驗(yàn) 85\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十七PN結(jié)溫度傳感器溫度特性實(shí)驗(yàn) 88\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十八線性霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn) 91\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二十九開(kāi)關(guān)式霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn) 94\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)三十 磁電式傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn) 95\o"CurrentDocument"3實(shí)驗(yàn)三十一光電傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn) 97\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)三十二利用光電傳感器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速 98\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)三十三光纖位移傳感器測(cè)位移特性實(shí)驗(yàn) 101\o"CurrentDocument"5實(shí)驗(yàn)三十四氣敏傳感器實(shí)驗(yàn) 103\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)三十五濕敏傳感器實(shí)驗(yàn) 105\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)三十六數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)ー靜態(tài)采集舉例 106\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)三十七數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)ー動(dòng)態(tài)采集舉例 108注:目錄中打?的實(shí)驗(yàn)由用戶自己組織做,用戶可以靈活應(yīng)用開(kāi)發(fā)其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。CSY-XS-01傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱說(shuō)明書(shū)ー、產(chǎn)品簡(jiǎn)介CSY-XS-01傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱是在本公司多年生產(chǎn)傳感技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的基礎(chǔ)上,結(jié)合了TK-9XX系列和TK-2000系列的各自優(yōu)點(diǎn),根據(jù)院校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況,為適應(yīng)不同類別、不同層次的專業(yè)需要,最新主推的手提式傳感器實(shí)驗(yàn)儀,是高聯(lián)公司外銷的主要產(chǎn)品。CSY-XS-01傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱主要用于各大、中專院校開(kāi)設(shè)的“傳感器原理”“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)”“非電量電測(cè)技術(shù)”“測(cè)量與控制”“機(jī)械量電測(cè)”等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。CSY-XS-01實(shí)驗(yàn)箱的傳感器采用原理與實(shí)際相結(jié)合,便于學(xué)生加強(qiáng)對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解,并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)信號(hào)的拾取,轉(zhuǎn)換,分析，培養(yǎng)學(xué)生作為ー個(gè)科技工作者具有的基本操作技能與動(dòng)手能力。二、實(shí)驗(yàn)箱組成TK-XS傳感器實(shí)驗(yàn)箱如下圖所示:主要山機(jī)頭、主板、信號(hào)源、傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、PC接口、軟件等各部分組成。<L_i1■;i1?音球蕩然 低球蕩器 王電源電％&<L_i1■;i1?音球蕩然 低球蕩器 王電源電％&斌度岐検 差動(dòng)地大器電型變検豁般在舊號(hào)。4gセナヤa.ふ中｝匕丄移相暑?0 や“相期小器?VW◎ ? §K JI A.電ラ腋大暑V低通威波舞du ,“為派安検器dta dwヤJ丄LgJw№0)& 1-^亠 。“◎マ ?丄&ヤ,L丄f?丄wi W2調(diào)零増益 増益移相CSY-XS-01型傳暦?器?ま驗(yàn)收⑨高聯(lián)直流電源輸出單元ー傳感器輸出單元ー傳感器調(diào)理電路單元1、機(jī)頭由應(yīng)變梁（含應(yīng)變片、PN結(jié)、NICRT熱敏電阻、加熱器等）;振動(dòng)源（振動(dòng)臺(tái)）;升降調(diào)節(jié)桿;測(cè)微頭和傳感器的安裝架（靜態(tài)位移安裝架）；傳感器輸入插座;光纖座及溫度源等組成。2、主板部分主板部分有八大單元電路組成:智能調(diào)節(jié)儀單元:頻率/電壓顯示（Fパ表）單元:音頻振蕩器（IKHz?lOKHz可調(diào)）和低振蕩器（1Hz?30Hz可調(diào)）單元;直流穩(wěn)壓電源輸出單元（提供高穩(wěn)定的±15V、+5V、±4V、+1.2V?+12V可調(diào)等）;數(shù)據(jù)采集和RS232PC接口單元;傳感器的輸出口單元；轉(zhuǎn)動(dòng)源單元;各種傳感器的調(diào)理電路單元。3、信號(hào)源1）溫度源＜150℃（可調(diào)）ハ2）振動(dòng)源1Hz?30Hz；3）轉(zhuǎn)動(dòng)源〇?240017min4、傳感器:詳見(jiàn)四、傳感器（共十九種傳感器）5、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件:詳見(jiàn)五、V9.0數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件6、實(shí)驗(yàn)箱：供電:AC220V50Hz功率0.2kW實(shí)驗(yàn)箱尺寸為515X420X185（mm）〇三、產(chǎn)品特點(diǎn)1、結(jié)合了TK-9XX系列和TK-2000系列的各自優(yōu)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)箱中的傳感器以原理型和實(shí)用型相結(jié)合,定性與定量相結(jié)合,更便于學(xué)生理論與實(shí)際相結(jié)合。2、儀器配溫度源等加熱裝置。整個(gè)儀器采用手提式箱式結(jié)構(gòu),便于存放保管與管理。3、各種公共源也可用于學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及進(jìn)行一些開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn);電源及信號(hào)源設(shè)有保護(hù)電路,確保學(xué)生在誤操作后不會(huì)損壞設(shè)備并保證學(xué)生的安全。

四、傳感器序號(hào)傳感器名稱量程線性備注1電阻應(yīng)變式傳感器0-200g±1%全橋2擴(kuò)散硅壓カ傳感器4-20kpa±1%3差動(dòng)變壓器±4mm±2%4電容式傳感器±2.5mm±3%5霍爾式位移傳感器土1mm±3%6霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器2400轉(zhuǎn)/分±0.5%7磁電式傳感器2400轉(zhuǎn)/分±1%8壓電式傳感器9電渦流位移傳感器1mm±2%10光纖位移傳感器1mm±5%11光電轉(zhuǎn)速傳感器2400轉(zhuǎn)/分±0.5%12集成溫度傳感器常溫-120℃±4%13Pt100伯電阻常溫ー150c±4%三線制14K型熱電偶常溫ー150c±4%15氣敏傳感器50-2000PPm對(duì)酒清敏感16濕敏傳感器10-95%RH17PN結(jié)18NTC熱敏電阻20℃時(shí),電阻為!0K

五、V9.0數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件（一）、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件:V9.0版V9.0版數(shù)據(jù)采集卡是在原V8.0版基礎(chǔ)上的ー個(gè)升級(jí)版本,針對(duì)目前市售的傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所配的采集卡動(dòng)態(tài)范圍太小,分辨率和精度過(guò)低的缺點(diǎn),V9.0版采用了エ業(yè)級(jí)的解決方案,達(dá)到了很高的測(cè)量精度和動(dòng)態(tài)范圍，接口部分采用RS-232/USB接口，方便用戶的實(shí)際使用。該采集卡能完全滿足實(shí)驗(yàn)的要求。具體技術(shù)指標(biāo)如下:1、接口標(biāo)準(zhǔn):RS-232/USB接口2、A/D：12位3、通道數(shù):A、B通道4、采樣：同步、異步5、觸發(fā)方式:軟觸發(fā)、硬觸發(fā)6,采樣頻率：lOOKHz（分檔可選）7、測(cè)量誤差:0.2mv8、測(cè)量量程:最大可達(dá)正負(fù)15V9、支持電壓、電流信號(hào)直接輸入，無(wú)需配備轉(zhuǎn)換器10>操作環(huán)境:windows98/2000/xp11、應(yīng)用軟件:TK-V9.0數(shù)據(jù)采集與處理軟件（二）、虛擬儀器軟件:V9.0版本軟件是和V9.0采集卡配套使用,以RS-232/USB進(jìn)行通訊，采用RS-232/USB標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,是ー個(gè)高效、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該采集系統(tǒng)除了與本公司的TK系列傳感器實(shí)驗(yàn)儀配合使用外也可單獨(dú)對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行采集（信號(hào)頻率fく1kHz）。（三）、系統(tǒng)需求:1、操作系統(tǒng):Windows98/2000/XP簡(jiǎn)體中文版2、IntelPentiumIII500MHz或AMDAthlon700MHz以上3、128M以上內(nèi)存4、400M以上硬盤空間供軟件安裝和備份5、有RS-232/USB接口6、4倍速以上的CD-ROM（四）、該軟件主要功能有以下幾點(diǎn):1、軟件按照公司實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)編寫(xiě),大部分實(shí)驗(yàn)?zāi)苡么藬?shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。2、軟件采集設(shè)置可分單步采樣、定時(shí)采樣、雙向采樣、與動(dòng)態(tài)采樣。在單步采樣時(shí)可以以最小二乘法與端點(diǎn)法分析其最大非線性誤差或最大遲滯誤差,在動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)可以分析其輸入波形的頻率、振幅或轉(zhuǎn)速。3、支持打印功能，能把實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后即可打印出來(lái)。4、采集卡硬件具有程控放大功能，在測(cè)量小電壓時(shí)能有很高精度。5、在數(shù)據(jù)采集時(shí)通訊速率在V8.0數(shù)據(jù)采集卡的基礎(chǔ)上有很大提高6、數(shù)據(jù)采集軟件支持RS232/USB通訊。7、支持差動(dòng)輸入功能。8、支持雙通道數(shù)據(jù)采樣。9、具有虛擬低頻示波器功能，并能對(duì)波形進(jìn)行簡(jiǎn)單頻譜、失真度分析。CSY-XS-01傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)舉例實(shí)驗(yàn)ー應(yīng)變片單臂特性實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電阻應(yīng)變片的工作原理與應(yīng)用并掌握應(yīng)變片測(cè)量電路。二、基本原理:電阻應(yīng)變式傳感器是在彈性元件上通過(guò)特定工藝粘貼電阻應(yīng)變片來(lái)組成。--種利用電阻材料的應(yīng)變效應(yīng)將工程結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部變形轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器,此類傳感器主要是通過(guò)一定的機(jī)械裝置將被測(cè)量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形,然后由電阻應(yīng)變片將變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化,再通過(guò)測(cè)量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號(hào)輸出。可用于能轉(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢測(cè)，如カ、壓カ、加速度、力矩、重量等,在機(jī)械加工、計(jì)量、建筑測(cè)量等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。1、應(yīng)變片的電阻應(yīng)變效應(yīng)所謂電阻應(yīng)變效應(yīng)是指具有規(guī)則外形的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)變而其電阻值也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)地改變，這一物理現(xiàn)象稱為“電阻應(yīng)變效應(yīng)”。以圓柱形導(dǎo)體為例:設(shè)其長(zhǎng)為:L、半徑為r、材料的電阻率為P時(shí)，根據(jù)電阻的定義式得當(dāng)導(dǎo)體因某種原因產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其長(zhǎng)度L、截面積A和電阻率P的變化為dL、dA、dP相應(yīng)的電阻變化為dR。對(duì)式(1—1)全微分得電阻變化率dR/R為:dRdL drdp& ￡ , Q (1—2)式中:dL/L為導(dǎo)體的軸向應(yīng)變量€l；dr/r為導(dǎo)體的橫向應(yīng)變量er由材料力學(xué)得: ￡l=?卩6 (1—3)式中:リ為材料的泊松比,大多數(shù)金屬材料的泊松比為0.3?0.5左右;負(fù)號(hào)表示兩者的變化方向相反。將式(1-3)代入式(1—2)得:—=(1+2^)e也R P(1—4)式（1-4）說(shuō)明電阻應(yīng)變效應(yīng)主耍取決于它的幾何應(yīng)變（幾何效應(yīng)）和本身特有的導(dǎo)電性能（壓阻效應(yīng)）。2、應(yīng)變靈敏度它是指電阻應(yīng)變片在單位應(yīng)變作用ド所產(chǎn)生的電阻的相對(duì)變化量。（1）、金屬導(dǎo)體的應(yīng)變靈敏度K:主要取決于其幾何效應(yīng);可取華?“Q+2必.& （1—5）其靈敏度系數(shù)為:K=華=（1+2而金屬導(dǎo)體在受到應(yīng)變作用時(shí)將產(chǎn)生電阻的變化,拉伸時(shí)電阻增大,壓縮時(shí)電阻減小,且與其軸向應(yīng)變成正比。金屬導(dǎo)體的電阻應(yīng)變靈敏度一般在2左右。（2）、半導(dǎo)體的應(yīng)變靈敏度:主要取決于其壓阻效應(yīng);dR/Rv心d前。半導(dǎo)體材料之所以具有較大的電阻變化率，是因?yàn)樗羞h(yuǎn)比金屬導(dǎo)體顯著得多的壓阻效應(yīng)。在半導(dǎo)體受力變形時(shí)會(huì)暫時(shí)改變晶體結(jié)構(gòu)的対稱性,因而改變了半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理,使得它的電阻率發(fā)生變化,這種物理現(xiàn)象稱之為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。且不同材質(zhì)的半導(dǎo)體材料在不同受力條件下產(chǎn)生的壓阻效應(yīng)不同，可以是正（使電阻增大）的或負(fù)（使電阻減小）的壓阻效應(yīng)。也就是說(shuō)，同樣是拉伸變形,不同材質(zhì)的半導(dǎo)體將得到完全相反的電阻變化效果。半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)主要體現(xiàn)為壓阻效應(yīng)，可正可負(fù)，與材料性質(zhì)和應(yīng)變方向有關(guān)，其靈敏度系數(shù)較大,一般在100到200左右。3、貼片式應(yīng)變片應(yīng)用在貼片式工藝的傳感器上普遍應(yīng)用金屬箔式應(yīng)變片，貼片式半導(dǎo)體應(yīng)變片（溫漂、穩(wěn)定性、線性度不好而且易損壞）很少應(yīng)用。一般半導(dǎo)體應(yīng)變采用N型單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直接蒸鍍擴(kuò)散出半導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜（擴(kuò)散出敏感柵）,制成擴(kuò)散型壓阻式（壓阻效應(yīng)）傳感器。?本實(shí)驗(yàn)以金屬箔式應(yīng)變片為研究對(duì)象。4、箔式應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)變片是在用苯酚、環(huán)氧樹(shù)脂等絕緣材料的基板上,粘貼直徑為〇.025mm左右的金屬絲或金屬箔制成，如圖1—1所示。

國(guó)エ絶蜂質(zhì)(a)絲式應(yīng)變片國(guó)エ絶蜂質(zhì)(a)絲式應(yīng)變片M片及)?能絕緣は圖1-1應(yīng)變片結(jié)構(gòu)圖金屬箔式應(yīng)變片就是通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件,與絲式應(yīng)變片工作原理相同。電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:AR/R=Ke式中:AR/R為電阻絲電阻相對(duì)變化,K為應(yīng)變靈敏系數(shù),e=AUL為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化。5、測(cè)量電路為了將電阻應(yīng)變式傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)，在應(yīng)用中一般采用電橋電路作為其測(cè)量電路。電橋電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、測(cè)量范圍寬、線性度好且易實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)。能較好地滿足各種應(yīng)變測(cè)量要求，因此在應(yīng)變測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。電橋電路按其工作方式分有單臂、雙臂和全橋三種，單臂工作輸出信號(hào)最小、線性、穩(wěn)定性較差;雙臂輸出是單臂的兩倍,性能比單臂有所改善;全橋工作時(shí)的輸出是單臂時(shí)的四倍，性能最好。因此,為了得到較大的輸出電壓信號(hào)一般都采用雙瞥或全橋工作。基本電路如圖1—2(a)、(b)、(c)所示。(b)半橋(c)全橋(b)半橋(c)全橋圖1—2應(yīng)變片測(cè)量電路(a)、單臂Uo=U①一U③=((R4+AR4)/(R4+AR4+R3)-R1/(R1+R2))E={((R1+R2)(R4+AR4)-Rl(R3+R4+AR4))/((R3+R4+AR4)(R1+R2))}E設(shè)R1=R2=R3=R4,且AR4/R4=AR/RV<1,AR/R=K￡〇則Uoq(1/4)(AR4/R4)E=(1/4)(AR/R)E=(1/4)KゝE

(b)、雙臂(半橋)同理:Uo*(1/2)(AR/R)E=(1/2)KeE(0、全橋同理:Uo-SR/R)E=KeE6、箔式應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒?yàn)原理圖圖1-3應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒?yàn)原理圖圖中Rl、R2、R3為350Q固定電阻,R4為應(yīng)變片:W1和r組成電橋調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò),供橋電源直流土4V。橋路輸出電壓Uo*(1/4)(AR4/R4)E=(1/4)(AR/R)E=(1/4)KeE〇三、需用器件與單元:機(jī)頭中的應(yīng)變梁、振動(dòng)臺(tái);主板中的Fパ電壓表、±4V電源、箔式應(yīng)變片輸出口、電橋、差動(dòng)放大器、祛碼;4+位數(shù)顯萬(wàn)用表(自備)。四、需用器件與單元介紹:熟悉需用器件與單元在傳感器箱中機(jī)頭與主板的布置位置(參閱以上說(shuō)明書(shū)二、實(shí)驗(yàn)箱組成圖)。1、圖1—4為主板中的電橋單元。圖中:⑴菱形虛框?yàn)闊o(wú)實(shí)體的電橋模型(為實(shí)驗(yàn)者組橋參考而設(shè),無(wú)其它實(shí)際意義)。⑵Rl=R2=R3=350Q是固定電阻,為組成單臂應(yīng)變和半橋應(yīng)變而配備的其它橋臂電阻。⑶W1電位器、r電阻為電橋直流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)，W2電位器、C電容為電橋交流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)。2、圖1—5為主板中的差動(dòng)放大器單元。圖中:左圖是原理圖。其中:IC1TAD620是差動(dòng)輸入的測(cè)量放大器（儀用放大器）;IC1-2為調(diào)零跟隨器。右圖為實(shí)驗(yàn)面板圖。Rl—1TRl—1TRIB1--a+GVIVI圖1一5差動(dòng)放大器原理與面板圖五、實(shí)驗(yàn)步驟:1、在應(yīng)變梁自然狀態(tài)（不受力）的情況下,用4ラ位數(shù)顯萬(wàn)用表2kQ電阻檔測(cè)量所有應(yīng)變片阻值;在應(yīng)變梁受力狀態(tài)（用手壓、提振動(dòng)臺(tái)）的情況下,測(cè)應(yīng)變片阻值,觀察一下應(yīng)變片阻值變化情況（標(biāo)有上下箭頭的4片應(yīng)變片縱向受力阻值有變化;標(biāo)有左右箭頭的2片應(yīng)變片橫向不受カ阻值無(wú)變化,是溫度補(bǔ)償片）。如下圖1-6所示。4（1/2）位數(shù)4（1/2）位數(shù)顯萬(wàn)用表2k電限檔測(cè)阻值L主板圖1—6觀察應(yīng)變片阻值變化情況示意圖2、差動(dòng)放大器調(diào)零點(diǎn):按圖1-7示意接線。將F/V表的量程切換開(kāi)關(guān)切換到2V檔,合上實(shí)驗(yàn)箱主電源開(kāi)關(guān),將差動(dòng)放大器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”位置,將差動(dòng)放大器的增益電位器按順時(shí)針?lè)较蜉p輕轉(zhuǎn)到底后再逆向回轉(zhuǎn)半圈,調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使電壓表顯示電壓為零。差動(dòng)放大器的零點(diǎn)調(diào)節(jié)完成,關(guān)閉主電源。F/V表S.8.8.S.圖1—7差放調(diào)零接線圖量程切換開(kāi)關(guān)F/V表S.8.8.S.圖1—7差放調(diào)零接線圖量程切換開(kāi)關(guān)3、應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn):⑴將主板上傳感器輸出單元中的箔式應(yīng)變片（標(biāo)有上下箭頭的4片應(yīng)變片中任意一片為工作片.）與電橋單元中RI、R2、R3組成電橋電路,電橋的ー對(duì)角接±4V直流電源,另ー對(duì)角作為電橋的輸出接差動(dòng)放大器的二輸入端,將W1電位器、r電阻直流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)接入電橋中（陽(yáng)電位器二固定端接電橋的±4V電源端、W1的活動(dòng)端r電阻接電橋的輸出端），如圖1-8示意接線（粗細(xì)曲線為連接線）。8.8.S.8.8.8.S.8.圖1-8應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn)接線示意圖⑵檢查接線無(wú)誤后合上主電源開(kāi)關(guān),在機(jī)頭上應(yīng)變梁的振動(dòng)臺(tái)無(wú)祛碼時(shí)調(diào)節(jié)電橋的直流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)叼電位器，使電壓表顯示為〇或接近0（有小的起始電壓也無(wú)所謂，不影響應(yīng)變片特性與實(shí)驗(yàn)）。⑶在應(yīng)變梁的振動(dòng)臺(tái)中心點(diǎn)上放置一只祛碼（20g/只）,讀取數(shù)顯表數(shù)值,依次增加祛碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值,記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表!?表1應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重量（g）電壓（mV）⑷根據(jù)表1數(shù)據(jù)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)曲線并計(jì)算靈敏度S=AV/AW（AV輸出電壓變化量,AW重量變化量）和非線性誤差8（用最小二乘法），8=Am/yFSX100%式中Am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。實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉電源。六、思考題:1、AR轉(zhuǎn)換成AV輸出用什么方法?2、根據(jù)圖4機(jī)頭中應(yīng)變梁結(jié)構(gòu)，在振動(dòng)臺(tái)放置磋碼后分析上、下梁片中應(yīng)變片的應(yīng)變方向（是拉?還是壓?兀實(shí)驗(yàn)二應(yīng)變片半橋特性實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解應(yīng)變片半橋（雙臂）工作特點(diǎn)及性能。二、基本原理:應(yīng)變片基本原理參閱實(shí)驗(yàn)ー。應(yīng)變片半橋特性實(shí)驗(yàn)原理如圖2—1所示。不同受力方向的兩片應(yīng)變片（上、下二片梁的應(yīng)變片應(yīng)カ方向不同）接入電橋作為鄰邊，輸出靈敏度提高，非線性得到改善。其橋路輸出電壓U。ル（1/2）（△!?/!?）￡=（l/2）KeE.~O-4VE+4VO 圖2—1應(yīng)變片半橋特性實(shí)驗(yàn)原理圖三、需用器件與單元:機(jī)頭中的應(yīng)變梁、振動(dòng)臺(tái);主板中的F/V電壓表、±4V用源、箔式應(yīng)變片輸出口、電橋、差動(dòng)放大器;祛碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟:除實(shí)驗(yàn)接線按圖2—2接線即電橋單元中Rl、R2與相鄰的二片應(yīng)變片組成電橋電路外。

實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法與實(shí)驗(yàn)ー完全相同。實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉電源。圖2—2應(yīng)變式傳感器半橋接線示意圖五、思考題: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)接在:（1）對(duì)邊?（2）鄰邊?為什么?實(shí)驗(yàn)三應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解應(yīng)變片全橋工作特點(diǎn)及性能。二、基本原理:應(yīng)變片基本原理參閱實(shí)驗(yàn)-0應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)原理如圖3—1所示。應(yīng)變片全橋測(cè)量電路中,將受力方向相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?相反的應(yīng)變片接入電橋鄰邊。當(dāng)應(yīng)變片初始阻值:R1=R2=R3=R4,其變化值A(chǔ)R1=AR2=AR3=AR4時(shí)，其橋路輸出電壓Uo七SR/R）E=KeE。其輸出靈敏度比半橋又提高了?倍,非線性得到改善。 0ー4VE+4VQ 圖3-1應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)原理圖三、需用器件和單元:機(jī)頭中的應(yīng)變梁、振動(dòng)臺(tái);主板中的Fパ電壓表、±4V電源、箔式應(yīng)變片輸出口、電橋、差動(dòng)放大器;祛碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟:除實(shí)驗(yàn)接線按圖3-2示意接線,四片應(yīng)變片組成電橋電路外。實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法與實(shí)驗(yàn)ー完全相同。實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉電源。圖3—2應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)接線示意圖五、思考題:應(yīng)變片組橋時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題??實(shí)驗(yàn)四應(yīng)變片單臂、半橋、全橋特性比較ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?比較単臂、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4（a）、（b）、（c）為應(yīng)變片單臂、半橋和全橋測(cè)量電路原理圖。它們輸出電壓分別為:a）單臂1J〇=ゆ一嗨=((R4+AR4)/(R4+AR4+R3)-Rl/(R1+R2))E={((R1+R2)(R4+AR4)-Rl(R3+R4+AR4))/((R3+R4+AR4)(R1+R2))}E設(shè)R1=R2=R3=R4,且AR4/R4=AR/R<<1,AR/R=Ke〇則UoQ(1/4)(AR4/R4)E=(1/4)(AR/R)E=(1/4)KeE(b)、雙臂(半橋)同理:U。七(1/2)(AR/R)E=(1/2)K￡E(0,全橋同理:Uo^(AR/R)E=KeE圖4應(yīng)變測(cè)量電路三、需用器件與單元：機(jī)頭中的應(yīng)變梁、振動(dòng)臺(tái);主板中的Fパ電壓表、±4V電源、箔式應(yīng)變片輸出口、電橋、差動(dòng)放大器:祛碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)實(shí)驗(yàn)ー、二、三所得的結(jié)果進(jìn)行單臂、半橋和全橋輸出的靈敏度和非線性度分析比較（注意:實(shí)驗(yàn)ー、二、三中的放大器增益必須相同）。實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉電源。

實(shí)驗(yàn)五應(yīng)變直流全橋的應(yīng)用ー電子秤實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解應(yīng)變直流全橋的應(yīng)用及電路的標(biāo)定。二、基本原理:常用的稱帀傳感器就是應(yīng)用了箔式應(yīng)變片及其全橋測(cè)量電路。數(shù)字電子秤實(shí)驗(yàn)原理如圖5—1。本實(shí)驗(yàn)只做放大器輸出Vo實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)電路的標(biāo)定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5—1數(shù)字電子稱原理框圖三、需用器件與單元:機(jī)頭中的應(yīng)變梁、振動(dòng)臺(tái);主板中的Fパ電壓表、±4V電源、箔式應(yīng)變片輸出口、電橋、差動(dòng)放大器;祛碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟:1、差動(dòng)放大器調(diào)零點(diǎn);按圖5—2示意接線。將F/V表的量程切換開(kāi)關(guān)切換到2V檔,合上實(shí)驗(yàn)箱主電源開(kāi)關(guān),將差動(dòng)放大器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”位置,將差動(dòng)放大器的增益電位器按順時(shí)針?lè)较蜉p輕轉(zhuǎn)到底后再逆向回轉(zhuǎn)半圈,調(diào)節(jié)調(diào)零電位器,使數(shù)顯表顯示0.000V。差動(dòng)放大器的零點(diǎn)調(diào)節(jié)完成，關(guān)閉主電源。差動(dòng)放大器關(guān)ennn差動(dòng)放大器關(guān)ennnも開(kāi) F/v表調(diào)零增益圖5-2差放調(diào)零接線圖

2、按圖5—3接線,檢查接線無(wú)誤后合上主電源開(kāi)關(guān)。在振動(dòng)臺(tái)無(wú)祛碼時(shí),調(diào)節(jié)電橋中的W1電位器,使數(shù)顯表顯示為0.OOOVo將!0只祛碼全部置于振動(dòng)臺(tái)上（盡量放在中心點(diǎn)）,調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益電位器，使數(shù)顯表顯示為0.200V（2V檔測(cè)量）或一。.200Vo圖5-3電子秤實(shí)驗(yàn)接線示意圖3、拿去振動(dòng)臺(tái)上的所有祛碼，如數(shù)顯電壓表不顯示0.000V則調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器，使數(shù)顯表顯示為0.000V。再將10只祛碼全部置于振動(dòng)臺(tái)上（盡量放在中心點(diǎn)）,調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益電位器，使數(shù)顯表顯示為0.200V（2V檔測(cè)量）或一0.200V?4、重復(fù)3步驟的標(biāo)定過(guò)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、把祛碼依次放在托盤上，并依次記錄重量和電壓數(shù)據(jù)填入下表5。6、根據(jù)數(shù)據(jù)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)曲線，計(jì)算誤差與線性度。表5電子稱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重量（g）電壓（mV）7、在振動(dòng)臺(tái)上放上筆、鑰匙之類的小東西稱一下重量。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。實(shí)驗(yàn)六應(yīng)變片的溫度影響實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解溫度對(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(lái)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：機(jī)頭中的應(yīng)變梁、振動(dòng)臺(tái)、加熱器;主板中的Fパ表、±4V電源、1.2—12V可調(diào)電源、箔式應(yīng)變片輸出口、加熱器輸出口、電橋、差動(dòng)放大器;祛碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟:1、按圖6—1接線。將Fパ表量程切換開(kāi)關(guān)切到20V檔,檢查接線無(wú)誤后合上主電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)12V可調(diào)電源輸出為10V。關(guān)閉主電源。圖6—110V電壓調(diào)節(jié)示意圖2、按照實(shí)驗(yàn)ー應(yīng)變片單臂電橋接線，如圖6—2。檢查接線無(wú)誤后合上主電源開(kāi)關(guān)，將10只（200g）祛碼放在振動(dòng)臺(tái)上，在F/V電壓表（2V檔）上讀取記錄數(shù)值為Uol。れ 調(diào)零增益圖6—2應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn)接線示意圖

3、將主板上的加熱器接口連接到1.2—12V可調(diào)電源上（己調(diào)好10V）,如圖6—3所示。圖6—3應(yīng)變片溫度影響實(shí)驗(yàn)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-Uol即為溫度變化的影響。計(jì)算這ー溫度變化產(chǎn)生的相對(duì)誤差:1]-1]3= ——^-xlOO%U0、實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉電源。?實(shí)驗(yàn)七應(yīng)變片溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解溫度對(duì)應(yīng)變片測(cè)試系統(tǒng)的影響及補(bǔ)償方法。二、基本原理:實(shí)驗(yàn)六已知溫度的變化對(duì)應(yīng)變片是有影響的。當(dāng)二片完全相同的應(yīng)變片處于同一溫度場(chǎng)時(shí),溫度的影響是相同的,將實(shí)驗(yàn)六中的R3換成溫度補(bǔ)償應(yīng)變片并與固定阻Rl、R2組成電橋測(cè)量電路就能消除溫度的影響。三、需用器件與單元：機(jī)頭中的應(yīng)變梁、振動(dòng)臺(tái)、加熱器;主板中的Fパ表、±4V電源、1.2—12V可調(diào)電源、箔式應(yīng)變片輸出口、加熱器輸出口、電橋、差動(dòng)放大器;硅碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟:提示:溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)接線圖如下圖，按實(shí)驗(yàn)六方法實(shí)驗(yàn)，比較二者結(jié)果。圖7應(yīng)變片溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)接線圖實(shí)驗(yàn)ハ移相器、相敏檢波器實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解移相器、相敏檢波器的工作原理。二、基本原理:1、移相器工作原理:圖8—1為移相器電路原理圖與實(shí)驗(yàn)箱主板上的面板圖。圖中,IC-1、Ri、R2、R3、C1圖8—1移相器原理圖與面板圖構(gòu)成一階移相器(超前),在R2=R1的條件下,可證明其幅頻特性和相頻特性分別表示為:Ki-i(jw)=Vi/Vl=-(l-j3R3Ci)/(l+j3R3C1)Kfi(3)=1①fi(3)=-ji-2tg1wR3C1其中:3=2jif,f為輸入信號(hào)頻率。同理由IC-2,R4,R5,Rw,C3構(gòu)成另ー個(gè)ー階移相器(滯后)，在R5=R4條件下的特性為：KF2(j3)=Vo/Vi="(l-jG)RwC3)/(l+juRwC3)Kf2(w)=1①F2(3)=-n-2tg'3RwCs山此可見(jiàn)，根據(jù)幅頻特性公式,移相前后的信號(hào)幅值相等。根據(jù)相頻特性公式,相移角度的大小和信號(hào)頻率f及電路中阻容元件的數(shù)值有關(guān)。顯然，當(dāng)移相電位器Rw=O,上式中①F2=0,因此中門決定了圖7—1所示的二階移相器的初始移相角：即一尸①f尸-Ji-2tg'2nfR3cl若調(diào)整移相電位器Rw.則相應(yīng)的移相范圍為:A①F=O>F1-中F2=-2tg"2JIfR3Ci+2tg'2nfARwCs已知R3=10KQ,Ci=6800p,ARw=10kQ,C3=0.022uF,如果輸入信號(hào)頻率f一旦確定，即可計(jì)算出圖8-1所示二階移相器的初始移相角和移相范圍。2、相敏檢波器工作原理：圖8—2為相敏檢波器(開(kāi)關(guān)式)原理圖與實(shí)驗(yàn)箱主板上的面板圖。圖中，AC為交流參考電壓輸入端,DC為直流參考電壓輸入端,Vi端為檢波信號(hào)輸入端,V。端為檢波輸出端。相敏檢波器關(guān)十皿口十開(kāi)相敏檢波器關(guān)十皿口十開(kāi)圖8—2相敏檢波器原理圖與面板圖原理圖中各元器件的作用:C5-1交流耦合電容并隔離直流;IC5T反相過(guò)零比較器,將參考電壓正弦波轉(zhuǎn)換成矩形波（開(kāi)關(guān)波+14V?-14V）；D5T二極管箝位得到合適的開(kāi)關(guān)波形V7W0V（0?-14V）；Q5T是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，工作在開(kāi)、關(guān)狀態(tài);IC5-2工作在倒相器、跟隨器狀態(tài);R5-6限流電阻起保護(hù)集成塊作用。關(guān)鍵點(diǎn):Q5-1是由參考電壓V7矩形波控制的開(kāi)關(guān)電路。當(dāng)V7=0V時(shí)，Q5T導(dǎo)通，使IC5-2同相輸入5端接地成為倒相器,即V3=-V1;當(dāng)V7<0V時(shí)，Q5T截止（相當(dāng)于斷開(kāi)）,IC5-2成為跟隨器，即V3=V1。相敏檢波器具有鑒相特性，輸出波形V3的變化由檢波信號(hào)V!與參考電壓波形V2之間的相位決定。下圖8-3為相敏檢波器的工作時(shí)序圖。圖8—圖8—3相敏檢波器工作時(shí)序圖三、需用器件與單元:主板±4V直流電源、音頻振蕩器、移相器、相敏檢波器單元、雙蹤示波器（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟:（-）移相器實(shí)驗(yàn)1、調(diào)節(jié)音頻振蕩器的幅度為最?。ǚ刃o逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底）,按圖8-4示意接線,檢查接線無(wú)誤后,將稱相器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到‘‘開(kāi)”位置,合上主電源開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率為f=lKHz,幅度適中（2VWVp-pW8V）。2、正確選擇雙線（雙蹤）示波器的“觸發(fā)”方式及其它（TIME/DIV：在0.5mS?0.ImS范圍內(nèi)選擇;VOLTS/D1V：1V-5V范圍內(nèi)選擇）設(shè)置，調(diào)節(jié)移相器的移相電位器以保證能看到波形的相角變化。3,調(diào)節(jié)移相器的移相電位器（逆時(shí)針到底0KQ?順時(shí)針到底10KC變化范圍），用示波器可測(cè)定移相器的初始移相角（①F=O>Fl）和移相范圍△①F。4,改變輸入信號(hào)頻率為f=9KHz,再次測(cè)試相應(yīng)的中F和△①F。測(cè)試完畢關(guān)閉主電源。（二）相敏檢波器實(shí)驗(yàn)1、調(diào)節(jié)音頻振蕩器的幅度為最?。ǚ刃o逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底），按圖8—5示意接線。檢查接線無(wú)誤后將相敏檢波器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”位置，合上主電源,調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率f=5KHz,峰峰值Vp-p=5V;結(jié)合相敏檢波器的原理圖和工作原理，分析觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系。

音頻振湯器57z 幅度相敏檢波器關(guān)?匚皿e音頻振湯器57z 幅度相敏檢波器關(guān)?匚皿e開(kāi)圖8-5相敏檢波器跟隨、倒相實(shí)驗(yàn)接線示意圖CH22、將相敏檢波器的DC參考電壓改接到ー4V,觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系。關(guān)閉主電源。合上主電源,分別調(diào)節(jié)移相電位器和音頻信號(hào)幅度,結(jié)合相3、按圖8—6示意圖接線,將相敏檢波器的AC參考電壓改接到合上主電源,分別調(diào)節(jié)移相電位器和音頻信號(hào)幅度,結(jié)合相3、按圖8—6示意圖接線,將相敏檢波器的AC參考電壓改接到180°,分別調(diào)節(jié)移相電位器和音頻信號(hào)幅度,4,相敏檢波器ノX接示波器CH1通道觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系。關(guān)閉主電源。五、思考題:通過(guò)移相器、相敏檢波器的實(shí)驗(yàn)是否對(duì)二者的工作原理有了更深入的理解。作出相敏檢波器的工作時(shí)序波形，能理解相敏檢波器同時(shí)具有鑒幅、鑒相特性嗎?

實(shí)驗(yàn)九應(yīng)變片交流全橋的應(yīng)用（應(yīng)變儀）ー振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解利用應(yīng)變交流電橋測(cè)量振動(dòng)的原理與方法。二、基本原理:圖9-1是應(yīng)變片測(cè)振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)原理方塊圖。當(dāng)應(yīng)變梁的振動(dòng)臺(tái)受到F（t）作用而振動(dòng),使粘貼在應(yīng)變梁上的應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變信號(hào)dR/R,應(yīng)變信號(hào)dR/R由振蕩器提供的載波信號(hào)經(jīng)交流電橋調(diào)制成微弱調(diào)幅波,再經(jīng)差動(dòng)放大器放大為ui（t）,ui（t）經(jīng)相敏檢波器檢波解調(diào)為U2（t）,U2（t）經(jīng)低通濾波器濾除高頻載波成分后輸出應(yīng)變片檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)U3（t）（調(diào)幅波的包絡(luò)線），U3（t）可用示波器顯示。圖中,交流電橋就是ー個(gè)調(diào)制電路,Wl、r、W2、C是交流電橋的平衡調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，移相器為相敏檢波器提供同步檢波的參考電壓。這也是實(shí)際應(yīng)用中的動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀原理。IUt(f)電源顯示IUt(f)電源顯示圖9-1應(yīng)變儀實(shí)驗(yàn)原理方塊圖三、需用器件與單元:機(jī)頭中的應(yīng)變梁、振動(dòng)臺(tái)、激振器;主板中的音頻振蕩器、低頻振蕩器、箔式應(yīng)變片輸出口、激振輸出口、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、雙蹤示波器（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、將主板上的音頻、低頻振蕩器幅度逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底（幅值輸出最小），按圖9-2接線。檢査接線無(wú)誤后，合ヒ主電源開(kāi)關(guān)并將差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到’‘開(kāi)”位置。用示波器［正確選擇示波器的“觸發(fā)”方式及其它（TIME/DIV；在0.5mS?0.ImS范圍內(nèi)選擇;VOLTS/DIV：2V-5V范圍內(nèi)選擇）設(shè)置］監(jiān)測(cè)音頻振蕩器Lv的頻率和幅值,調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率、幅度使Lv輸出IKHz左右,幅度（峰峰值）調(diào)節(jié)到10Vp-p的供橋電壓。

1音頻振蕩器低頻振蕩器箔式應(yīng)變片幅度幅度激振移相差動(dòng)放大器?ユ碗甲 1音頻振蕩器低頻振蕩器箔式應(yīng)變片幅度幅度激振移相差動(dòng)放大器?ユ碗甲i圖9-2應(yīng)變片振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)接線圖移相器■nnレ調(diào)零增益相敏檢波器

關(guān)，匚?D0開(kāi)低通濾波居

モ?皿?開(kāi)2、調(diào)整好各環(huán)節(jié)、各單元電路。調(diào)整如下:（1）將差動(dòng)放大器增益順時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底,再逆時(shí)針回轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)。用示波器［正確選擇示波器的“觸發(fā)”方式及其它（TIME/DIV:在0.5mS?0.ImS范圍內(nèi)選擇:VOLTS/DIV：0.2V?50mV范圍內(nèi)選擇）設(shè)置］觀察相敏檢波器輸出,用手壓住機(jī)頭上的振動(dòng)臺(tái)（振動(dòng)臺(tái)向下產(chǎn)生較大位移）的同時(shí)調(diào)節(jié)移相器的移相電位器,使示波器顯示的波形為ー個(gè)全波整流波形。（2）釋放振動(dòng)臺(tái)（振動(dòng)臺(tái)處于自然狀態(tài)），再仔細(xì)調(diào)節(jié)電橋單元中的W1和W2（交替調(diào)節(jié)），使示波器（相敏檢波器輸出）顯示的波形幅值很小，接近為ー水平線（相鄰波形的基準(zhǔn)有高低可調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器）。3,將低頻振蕩器的頻率調(diào)到8Hz左右，調(diào)節(jié)低頻振蕩器幅度旋鈕,使振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)較為明顯（如振動(dòng)不明顯再調(diào)節(jié)頻率。注意事項(xiàng):低頻激振器幅值不要過(guò)大,以免振動(dòng)臺(tái)振幅過(guò)大而損壞振動(dòng)梁的應(yīng)變片）。用示波器［正確選擇雙線（雙蹤）示波器的“觸發(fā)”方式及其它（TIME/DIV:在50ms?20ms范圍內(nèi)選擇;VOLTSハIV：0.2V?50mV范圍內(nèi)選擇）設(shè)置］觀察差動(dòng)放大器（調(diào)幅波）、相敏檢波器及低通濾波器（傳感器信號(hào)）輸出的波形。4、分別調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度的同時(shí)觀察低通濾波器輸出波形的周期和幅值。5、低頻振蕩器幅度（幅值）不變,調(diào)節(jié)低頻振蕩器頻率（3Hz?25Hz）,每增加2Hz用示波器讀出低通濾波器輸出V。的電壓峰一峰值，填入表9畫(huà)出實(shí)驗(yàn)曲線。實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉電源。表9應(yīng)變交流全橋振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)f(Hz)Vo(p-p)實(shí)驗(yàn)十壓阻式壓カ傳感器的壓カ測(cè)量實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解擴(kuò)散硅壓阻式壓カ傳感器測(cè)量壓力的原理和標(biāo)定方法。二、基本原理:擴(kuò)散硅壓阻式壓カ傳感器的工作機(jī)理是半導(dǎo)體應(yīng)變片的壓阻效應(yīng),在半導(dǎo)體受力變形時(shí)會(huì)暫時(shí)改變晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,因而改變了半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理,使得它的電阻率發(fā)生變化,這種物理現(xiàn)象稱之為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。一般半導(dǎo)體應(yīng)變采用N型單晶硅為傳感器的彈性元件,在它上面直接蒸鍍擴(kuò)散出多個(gè)半導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜（擴(kuò)散出敏感柵）組成電橋。在壓カ（壓強(qiáng)）作用下彈性元件產(chǎn)生應(yīng)カ，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜的電阻率產(chǎn)生很大變化,引起電阻的變化,經(jīng)電橋轉(zhuǎn)換成電壓輸出，則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓カ變化。圖lo-i為壓阻式壓カ傳感器壓カ測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理圖。圖10—1壓阻式壓カ傳感器壓カ測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理三、需用器件與單元：機(jī)頭靜態(tài)位移安裝架、壓阻式壓カ傳感器、傳感器輸入插座、引壓膠管、銅三通、手捏氣泵、壓力表;主板中的F/V表、+4V直流電源、壓阻輸出口、差動(dòng)放大器。四、實(shí)驗(yàn)步驟:1、將壓阻式壓カ傳感器安裝在機(jī)頭靜態(tài)位移安裝架上，并連接好引壓膠管、壓カ表和手捏氣泵等。如圖10—2所示,并松開(kāi)手捏氣泵的單向閥。2、在主板上按圖10—3接線（注意:壓阻的電源端Vs與輸出端V。不能接錯(cuò)）,將F/V表量程切換開(kāi)關(guān)切到2V檔。檢查接線無(wú)誤后合上實(shí)驗(yàn)箱主電源開(kāi)關(guān)，并將差動(dòng)放大器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”位置。將差動(dòng)放大器的增益電位器按順時(shí)針?lè)较蜉p輕轉(zhuǎn)到底后再逆向回轉(zhuǎn)半圈，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器,使電壓表顯示電壓為零。3、鎖緊手捏氣泵的單向閥，仔細(xì)地反復(fù)手捏（注意:用カ不要過(guò)大）氣泵并同時(shí)觀察壓カ表,壓カ上升到3Kpa左右時(shí)調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器,使電壓表顯示為相應(yīng)的0.3V左右。再仔細(xì)地反復(fù)手捏氣泵壓カ上升到19Kpa左右時(shí)調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益電位器，使電壓表相應(yīng)顯示1.9V左右。

圖10—2壓阻式壓カ傳感器測(cè)壓實(shí)驗(yàn)安裝圖差動(dòng)放大器*?nno圖10—2壓阻式壓カ傳感器測(cè)壓實(shí)驗(yàn)安裝圖差動(dòng)放大器*?nno電開(kāi)圖!0—3壓阻式壓カ傳感器測(cè)壓實(shí)驗(yàn)接線圖4、仔細(xì)地慢悠悠松開(kāi)手捏氣泵的單向閥,使壓カ慢慢ド降到3Kpa時(shí)鎖緊氣泵的單向閥,調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器,使電壓表顯示為相應(yīng)的0.300V。再仔細(xì)地反復(fù)手捏氣泵壓カ上升到19Kpa時(shí)調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益電位器,使電壓表相應(yīng)顯示1.900V?5、重復(fù)步驟4過(guò)程,直到認(rèn)為已足夠精度時(shí)調(diào)節(jié)手捏氣泵使壓カ在3~19KPa之間變化,每上升IKPa氣壓分別讀取用壓表讀數(shù),將數(shù)值列于表!0o表io壓阻式壓カ傳感器測(cè)壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)P(KPa)Vo(p-p)6、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)曲線計(jì)算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉所有電源。

實(shí)驗(yàn)十ー電容式傳感器的位移實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。二、基本原理:1、原理簡(jiǎn)述:電容傳感器是以各種類型的電容器為傳感元件,將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成電容量的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的。電容傳感器的輸出是電容的變化量。利用電容c=eA/d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e、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)干燥度（e變）、測(cè)位移（d變）和測(cè)液位（A變）等多種電容傳感器。甩容傳感器極板形狀分成平板、圓板形和圓柱（圓筒）形，雖還有球面形和鋸齒形等其它的形狀，但一般很少用。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，差動(dòng)式一般優(yōu)于單組（單邊）式的傳感器。它靈敏度高、線性范圍寬、穩(wěn)定性高。如圖11—I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=e24庭x/ln（R/r）。圖中Cl、C2是差動(dòng)連接，當(dāng)圖中的圓柱產(chǎn)生AX位移時(shí),電容量的變化量為AC=C1—C2=e2板2AX/ln（R/r）,式中e24庭、ln（R/r）為常數(shù),說(shuō)明AC與AX位移成正比,配上配套測(cè)量電路就能測(cè)量位移。圓筒1C1圓筒1C1莊C2圓筒2連桿圖!1-1實(shí)驗(yàn)電容傳感器結(jié)構(gòu)2、測(cè)量電路（電容變換器）:如圖11—2、測(cè)量電路（電容變換器）:如圖11—2所示，測(cè)量電路的核心部分是圖!1—3的電路。圖11—2電容測(cè)量電路圖11—3圖11—3二極管環(huán)形充放電電路在圖11—3中,環(huán)形充放電電路由D3、D4、D5,D6二極管、C5電容、L1電感和Cxi、CX2實(shí)驗(yàn)差動(dòng)電容位移傳感器組成。當(dāng)高頻激勵(lì)電壓（f>100kHz）輸入到a點(diǎn),由低電平E1躍到高電平E2時(shí),電容Cxi和CX2兩端電壓均由E1充到E2。充電電荷一路由a點(diǎn)經(jīng)D3到b點(diǎn)，再對(duì)Cxi充電到。點(diǎn)（地）;另ー一路由由a點(diǎn)經(jīng)C5到c點(diǎn)，再經(jīng)D5到d點(diǎn)對(duì)CX2充電到0點(diǎn)。此時(shí),D4和D6由于反偏置而截止。在tl充電時(shí)間內(nèi)，由a到c點(diǎn)的電荷量為:Q1=Cx2(E2-E1)Q1=Cx2(E2-E1)(11—1)當(dāng)髙頻激勵(lì)電壓由高電平E2返回到低電平El時(shí),電容Cxi和CX2均放電。Cxi經(jīng)b點(diǎn)、D4、c點(diǎn)、C5、a點(diǎn)、Ll放電到〇點(diǎn);CX2經(jīng)d點(diǎn)、D6、Ll放電到〇點(diǎn)。在t2放電時(shí)間內(nèi)由c點(diǎn)到a點(diǎn)的電荷量為:Q2=Cxi(E2-E1)(11—2)Q2=Cxi(E2-E1)(11—2)當(dāng)然，（11—1）式和（11—2）式是在C5電容值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳感器的Cxi和CX2電容值的前提下得到的結(jié)果。電容C5的充放電回路由圖11-3中實(shí)線、虛線箭頭所示。在ー個(gè)充放電周期內(nèi)（T=tl+t2）,由c點(diǎn)到aQ2=Cxi（E2-El）點(diǎn)的電荷量為:(11—3)Q=Q2-Q1==(Cxi-Cx2)(E2-E1)=aCxaE(11—3)式中:Cxi與CX2的變化趨勢(shì)是相反的（傳感器的結(jié)構(gòu)決定的,是差動(dòng)式）。設(shè)激勵(lì)電壓頻率f=lハ',則流過(guò)ac支路輸出的平均電流i為:i=i=fQ=fACxaE(11—4)式中:AE一激勵(lì)電壓幅值;aCxー傳感器的電容變化量。由（11—4）式可看出:f、れE一定時(shí),輸出平均電流i與れCx成正比,此輸出平均電流i經(jīng)電路中的電感L2、電容C6濾波變?yōu)橹绷鱅輸出，再經(jīng)Rw，轉(zhuǎn)換成電壓輸出Vol=IRw。由傳感器原理已知AC與AX位移成正比,所以通過(guò)測(cè)量電路的輸出電壓Vol就可知AX位移。3、電容式位移傳感器實(shí)驗(yàn)原理方塊圖如圖!1—4圖11-4電容式位移傳感器實(shí)驗(yàn)方塊圖三、需用器件與單元:機(jī)頭靜態(tài)位移安裝架、傳感器輸入插座、電容傳感器、測(cè)微頭、主板F/V表、電容輸出口、電容變換器、差動(dòng)放大器。四、實(shí)驗(yàn)步驟:附:測(cè)微頭的組成與使用測(cè)微頭組成和讀數(shù)如圖11-5所示。圖11—5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)部分中的安裝套、軸套和可動(dòng)部分中的測(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（1mm/格），另ー排是半毫米刻線（0.5mm/格）;微分簡(jiǎn)前部圓周表面上刻有50等分的刻線（0.01mm/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(guò)1格,測(cè)桿沿軸方向移動(dòng)微小位移0.01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1/10分度,如圖11—5甲讀數(shù)為3.678mm,不是3.178mm: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(guò)零,如圖11—5乙已過(guò)零則讀2.514mm;如圖11—5丙未過(guò)零,則不應(yīng)讀為2mm,讀數(shù)應(yīng)為1.980mm〇測(cè)微頭使用:測(cè)微頭在實(shí)驗(yàn)中是用來(lái)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10mm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。1、差動(dòng)放大器調(diào)零:按圖11—6所示接線。將F/V表的量程切換開(kāi)關(guān)切換到2V檔,合上實(shí)驗(yàn)箱主電源開(kāi)關(guān)，將差動(dòng)放大器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”位置，將差動(dòng)放大器的增益電位器按順時(shí)針?lè)较蜉p輕轉(zhuǎn)到底后再逆向回轉(zhuǎn)半圈,調(diào)節(jié)調(diào)零電位器,使電壓表顯示電壓為零。再關(guān)閉主電源。圖11-6差動(dòng)放大器調(diào)零接線圖2、電容傳感器的位移測(cè)量系統(tǒng)電路調(diào)整:將電容傳感器安裝在機(jī)頭的靜態(tài)位移安裝架上（傳感器動(dòng)極片連接桿的標(biāo)記刻線朝上方）并將引線插頭插入傳感器輸入插座內(nèi),如圖11—7的機(jī)頭部分所示。再按圖11-7主板部分的接線示意圖接線,將F/V表的量程切換開(kāi)關(guān)切換到20V檔,檢查接線無(wú)誤后合上主電源開(kāi)關(guān),將電容變換器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”位置并將電容變換器的增益順針?lè)较蚵D(zhuǎn)到底再反方向回轉(zhuǎn)半圈。拉出（向右慢慢拉）傳感器動(dòng)極片連接桿,使連接桿上的第二根標(biāo)記刻線與夾緊螺母處的端口并齊，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益旋鈕使電壓表顯示絕對(duì)值為IV左右:推進(jìn)（向左慢慢推）傳感器動(dòng)極片連接桿，使連接桿上的第一根標(biāo)記刻線與夾緊螺母處的端口并齊，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零旋鈕（0電平遷移）使電壓表反方向顯示值為IV左右。重復(fù)這ー過(guò)程，最終使傳感器的二條標(biāo)記刻線（傳感器的位移行程范圍）對(duì)應(yīng)于差動(dòng)放大器的輸出為土IV左右。傳感器弓I線機(jī)頭動(dòng)極片連接桿緊固螺燈測(cè)微頭安裝孔F/V表8.8.8.8.ヽ調(diào)零增益增益|_.差動(dòng)放大器美傳感器弓I線機(jī)頭動(dòng)極片連接桿緊固螺燈測(cè)微頭安裝孔F/V表8.8.8.8.ヽ調(diào)零增益增益|_.差動(dòng)放大器美?匚??丹電容變換器美?eh?開(kāi)傳感器輸入插座傳感器量程切換開(kāi)關(guān)圖11-7電容傳感器位移測(cè)量系統(tǒng)電路調(diào)整安裝、接線圖3、安裝測(cè)微頭:首先調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒,使微分筒的〇刻度線對(duì)準(zhǔn)軸套的20mm處,再將測(cè)微頭的安裝套插入靜態(tài)位移安裝架的測(cè)微頭安裝孔內(nèi)并使測(cè)微頭測(cè)桿與傳感器的動(dòng)極片連接桿吸合;然后移動(dòng)測(cè)微頭的安裝套使傳感器連桿上的第二根標(biāo)記刻線與傳感器夾緊螺母端口并齊后擰緊測(cè)微頭安裝孔上的緊固螺釘,如圖11一8機(jī)頭部分所示。4、傳感器位移特性實(shí)驗(yàn):安裝好測(cè)微頭后（測(cè)微頭的微分筒〇刻度線對(duì)準(zhǔn)軸套的20mm處）,讀取電壓表顯示的電壓值為起始點(diǎn),再仔細(xì)慢慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭的微分筒一圈△X=0.5mm（不能轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)量,否則回轉(zhuǎn)會(huì)引起機(jī)械回程差）從F/V表上讀出輸出電壓值，填入下表11,直到傳感器連桿上的第?根標(biāo)記刻線與傳感器夾緊螺母端口并齊為止。表11電容傳感器測(cè)位移實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)X(mm) V(V)

電容變換器,美?DU?開(kāi)航空插頭電電容變換器,美?DU?開(kāi)航空插頭電容傳感器差動(dòng)放大器傳感器輸入插座傳感器引線標(biāo)記刻線、測(cè)桿夾緊螺母動(dòng)極片連接桿緊固螺釘測(cè)微頭安裝孔靜態(tài)位移安裝架量程切換開(kāi)關(guān)圖11一8測(cè)微頭的安裝圖（機(jī)頭部分所示）5、根據(jù)表11數(shù)據(jù)作出ふx—v實(shí)驗(yàn)曲線,在實(shí)驗(yàn)曲線上截取線性比較好的線段作為測(cè)量范圍并計(jì)算靈敏度S=zsV/aX與線性度。實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉所有電源開(kāi)關(guān)。實(shí)驗(yàn)十二差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十二差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解差動(dòng)變壓器的工作原理和特性。二、基本原理:差動(dòng)變壓器的工作原理類似變壓器的作用原理。差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)如圖12—1所示,由一個(gè)一次繞組1和二個(gè)二次繞組2、3及一個(gè)銜鐵4組成。差動(dòng)變壓器ー、ニ次繞組間的耦合能隨銜鐵的移動(dòng)而變化,即繞組間的互感隨被測(cè)位移改變而變化。由于把二個(gè)二次繞組反向串接（同名端相接）,以差動(dòng)電勢(shì)輸出,所以把這種傳感器稱為差動(dòng)變壓器式電感傳感器,通常簡(jiǎn)稱差動(dòng)變壓器。當(dāng)差動(dòng)變壓器工作在理想情況下（忽略渦流損耗、磁滯損耗和分布電容等影響）,它的等效電路如圖12—2所示。圖中U1為一次繞組激勵(lì)電壓；Mi、M2分別為一次繞組與兩個(gè)二次繞組間的互感:L、R1分別為一次繞組的電感和有效電阻:L21、L22分別為兩個(gè)二次繞組的電感;R21、R22分別為兩個(gè)二次繞組的有效電阻。對(duì)于差動(dòng)變壓器,當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí),圖12-1圖12-1差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖圖12-2差動(dòng)變壓器的等效電路圖兩個(gè)二次繞組互感相同,因而由一次側(cè)激勵(lì)引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同。由于兩個(gè)二次繞組反向串接,所以差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)為零。當(dāng)銜鐵移向二次繞組L21,這時(shí)互感Mi大，M2小,因而二次繞組L21內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于二次繞組L22內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這時(shí)差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)不為零。在傳感器的量程內(nèi),銜鐵位移越大，差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)就越大。同樣道理，當(dāng)銜鐵向二次繞組L22ー邊移動(dòng)差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)仍不為零，但由于移動(dòng)方向改變，所以輸出電動(dòng)勢(shì)反相。因此通過(guò)差動(dòng)變壓器輸出電動(dòng)勢(shì)的大小和相位可以知道銜鐵位移量的大小和方向。由圖12—2可以看出一次繞組的電流為:[シ4+jUゝ二次繞組的感應(yīng)動(dòng)勢(shì)為:由于二次繞組反向串接，所以輸出總電動(dòng)勢(shì)為:-Ml)?.Lz其有效值為:差動(dòng)變壓器的輸出特性曲線如圖12-3所示.圖中E21、E22分別為兩個(gè)二次繞組的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E2為差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)，x表示銜鐵偏離中心位置的距離。其中E2的實(shí)線表示理想的輸出特性，而虛線部分表示實(shí)際的輸出特性。Eo為零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì),這是由于差動(dòng)變壓器制作上的不對(duì)稱以及鐵心位置等因素所造成的。零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)的存在，使得傳感器的輸出特性在零點(diǎn)附近不靈敏,給測(cè)量帶來(lái)誤差,此值的大小是衡量差動(dòng)變壓器性能好壞的重耍指標(biāo)。為了減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)可采取以下方法:1、盡可能保證傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)及磁路的對(duì)稱。磁性材料要經(jīng)過(guò)處理,消除內(nèi)部的殘余應(yīng)カ,使其性能均勻穩(wěn)定。2、選用合適的測(cè)量電路，如采用相敏整流電路。既可判別銜鐵移動(dòng)方向又可改善輸出特性，減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)。3、采用補(bǔ)償線路減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)。圖!2-4是其中典型的幾種減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)的補(bǔ)償電路。在差動(dòng)變壓器的線圈中串、并適當(dāng)數(shù)值的電阻電容元件,當(dāng)調(diào)整町、W2時(shí),可使零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)減小。圖12—4減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)電路三、需用器件與單元:機(jī)頭靜態(tài)位移安裝架、傳感器輸入插座、差動(dòng)變壓器、測(cè)微頭、主板音頻振蕩器、電感輸出口、雙蹤示波器（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟:1、將差動(dòng)變壓器和測(cè)微頭安裝在機(jī)頭的靜態(tài)位移安裝架上,如下圖12-5,Li為初級(jí)線圈（一次線圈）；LokLo2為次級(jí)線圈（二次線圈）；?號(hào)為同名端。差動(dòng)變壓器的原理圖參閱圖!2—2〇2、按圖12-5示意接線，差動(dòng)變壓器的原邊Li的激勵(lì)電壓（絕對(duì)不能用直流電壓激勵(lì)）必須從主板中音頻振蕩器的Lv端子引入，檢查接線無(wú)誤后合上主電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率為3~5KHz（可輸入到頻率表10K檔來(lái)監(jiān)測(cè)或示波器上讀出）的任一值；調(diào)節(jié)輸出幅度峰峰值為Vp-p=2V（示波器第一通道監(jiān)測(cè)）。圖12-5差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)安裝、接線示意圖3、差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn):使用測(cè)微頭時(shí),當(dāng)來(lái)回調(diào)節(jié)微分筒使測(cè)桿產(chǎn)生位移的過(guò)程中本身存在機(jī)械回程差,為消除這種機(jī)械回差可用如下a、b兩種方法實(shí)驗(yàn)（建議用b方法可以看到死區(qū)范圍）。a、調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒（0.01mm/每小格），使微分筒的?？潭染€對(duì)準(zhǔn)軸套的10mm刻度線。松開(kāi)安裝測(cè)微頭的緊固螺釘，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（峰峰值）為較小值（越小越好，變壓器鐵芯大約處在中間位置）時(shí)，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)可假設(shè)其中一個(gè)方向?yàn)檎灰?，另ー個(gè)方向位移為負(fù)，從Vp-p最小開(kāi)始旋動(dòng)測(cè)微頭的微分筒,每隔△XR.2mm（可取30點(diǎn)值）從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值，填入下表4,再將測(cè)位頭位移退回到Vp-p最小處開(kāi)始反方向（也取30點(diǎn)值）做相同的位移實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中請(qǐng)注意:⑴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)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(guò)量，如過(guò)量則只好剔除這一點(diǎn)粗大誤差繼續(xù)做下一點(diǎn)實(shí)驗(yàn)或者回到零點(diǎn)重新做實(shí)驗(yàn)。⑵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(méi)有回到原來(lái)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，與測(cè)微頭的起始點(diǎn)定在哪ー根刻度線上沒(méi)有關(guān)系，只要中途測(cè)微頭微分筒不回調(diào)就不會(huì)引起機(jī)械回程誤差。b、調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒（0.01mm/每小格）,使微分筒的〇刻度線對(duì)準(zhǔn)軸套的10mm刻度線。松開(kāi)安裝測(cè)微頭的緊固螺釘,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（峰峰值）為較小值（越小越好,變壓器鐵芯大約處在中間位置）時(shí),擰緊緊固螺釘,再順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭的微分筒12圈,記錄此時(shí)的測(cè)微頭讀數(shù)和示波器第二通道顯示的波形Vp-p（峰峰值）值為實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)值。以后,反方向（逆時(shí)針?lè)较颍┱{(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒,每隔△X=0.2mm（可取60-70點(diǎn)值）從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值，填入下表12（這樣単行程位移方向做實(shí)驗(yàn)可以消除測(cè)微頭的機(jī)械冋差）。4、根據(jù)表12數(shù)據(jù)畫(huà)出X-Vp-p曲線并回答差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓大小?實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉電源。表12差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)△X(mm)Vp-p(mV)五、思考題:1、試分析差動(dòng)變壓器與一?般電源變壓器的異同?2、用直流電壓激勵(lì)會(huì)損壞傳感器。為什么?3、如何理解差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓?用什么方法可以減小零點(diǎn)殘余電壓?實(shí)驗(yàn)十三激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器特性的影響ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解初級(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:u0（"|一"些柝+國(guó)表示,式中Lp、Rp為初級(jí)線圈電感和損耗電阻,5、3為激勵(lì)電壓和頻率,MhMユ為初級(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)，若靖>い?!7,則輸出電壓U。受頻率變動(dòng)影響較大,且靈敏度較低,只有當(dāng)3%z>>R『時(shí)輸出U。與3無(wú)關(guān)，當(dāng)然3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：機(jī)頭靜態(tài)位移安裝架、傳感器輸入插座、差動(dòng)變壓器、測(cè)微頭、主板音頻振蕩器、電感輸出口、雙蹤示波器（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟:1、差動(dòng)變壓器及測(cè)微頭的安裝、接線同實(shí)驗(yàn)十二、圖12—5。2、檢查接線無(wú)誤后，合上主電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)音頻振蕩器Lv輸出頻率為IKHz（用示波器，也可用F/V表的量程切換開(kāi)關(guān)切到20K檔監(jiān)測(cè)頻率），Vp-p=2V（示波器監(jiān)測(cè)）。調(diào)節(jié)測(cè)微頭使差動(dòng)變壓器銜鐵明顯偏離位移中點(diǎn)位置,即差動(dòng)變壓器有某個(gè)較大的Vp-p輸出。（示波器監(jiān)測(cè)Vp-p最小時(shí)）的位置。3、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IKHz-9KHz（激勵(lì)電壓幅值2V不變）時(shí)差動(dòng)變壓器的相應(yīng)輸出的Vp-p值填入表13〇表13差動(dòng)變壓器幅頻特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)F(Hz)IKHz2KHz3KHz4KHz5KHz6KHz7KHz8KHz9KHzVp-p4、根據(jù)表13數(shù)據(jù)作出幅頻（F—Vp-p）特性曲線。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主電源。實(shí)驗(yàn)十四差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓概念及補(bǔ)償方法。二、基本原理:由于差動(dòng)變壓器次級(jí)二線圈的等效參數(shù)不對(duì)稱,初級(jí)線圈的縱向排列的不均勻性,鐵芯B-H特性的非線性等,造成鐵芯（銜鐵）無(wú)論處于線圈的什么位置其輸出電壓并不為零，其最小輸出值稱為零點(diǎn)殘余電壓。在實(shí)驗(yàn)四（差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)）中已經(jīng)得到了零點(diǎn)殘余電壓，用差動(dòng)變壓器測(cè)量位移應(yīng)用時(shí)一般要對(duì)其零點(diǎn)殘余電壓進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償方法閱讀實(shí)驗(yàn)四（二、基本原理），本實(shí)驗(yàn)采用（c）補(bǔ)償線路減小零點(diǎn)殘余電壓。三、需用器件與單元：機(jī)頭靜態(tài)位移安裝架、傳感器輸入插座、差動(dòng)變壓器、測(cè)微頭、主板音頻振蕩器單元、電感輸出口、電橋、雙蹤示波器（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按下圖14示意接線,按實(shí)驗(yàn)十二（差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)）步驟實(shí)驗(yàn)。圖14零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)接線示意圖2、比較二者（實(shí)驗(yàn)十二與實(shí)驗(yàn)十四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。?說(shuō)明:實(shí)驗(yàn)箱主板上的電橋單元是通用單元,不是差變補(bǔ)償專用單元,因而補(bǔ)償電路中的r、c元件參數(shù)值不是最佳的。但學(xué)生只要通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解補(bǔ)償概念及方法就達(dá)到了目的。實(shí)驗(yàn)十五差動(dòng)變壓器測(cè)位移實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解差動(dòng)變壓器測(cè)位移時(shí)的應(yīng)用方法二、基本原理:差動(dòng)變壓器的工作原理參閱實(shí)驗(yàn)四（差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)）。差動(dòng)變壓器在應(yīng)用時(shí)要想法消除零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)和死區(qū),選用合適的測(cè)量電路,如采用相敏檢波電路,既可判別銜鐵移動(dòng)（位移）方向又可改善輸出特性,消除測(cè)量范圍內(nèi)的死區(qū)。圖15-1是差動(dòng)變壓器測(cè)位移原理框圖。圖15—1差動(dòng)變壓器測(cè)位移原理框圖圖15—1差動(dòng)變壓器測(cè)位移原理框圖示波器/v\音頻振蕩器三、需用器件與單元：機(jī)頭靜態(tài)位移安裝架、傳感器輸入插座、差動(dòng)變壓器、測(cè)微頭;主板F/V表、音頻振蕩器、電感輸出口、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器;雙蹤示波器（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖15-2示意圖安裝差動(dòng)變壓器和測(cè)微頭。按圖15-3示意接線。將音頻振蕩器幅度調(diào)節(jié)到最?。ǚ刃o逆時(shí)針輕轉(zhuǎn)到底）；F/V表的量程切換開(kāi)關(guān)切到2V檔。檢査接線無(wú)誤后,將差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”位置,合上主電源開(kāi)關(guān)。圖15—2差動(dòng)變壓器安裝示意圖

音頻振蕩器Liス示波鐳CH1通差動(dòng)放大器關(guān)?mf相敏檢波器關(guān)?IOBI音頻振蕩器Liス示波鐳CH1通差動(dòng)放大器關(guān)?mf相敏檢波器關(guān)?IOBI，開(kāi)^V】ン@AC屆揖接示波器CH2通道低通濾波器!關(guān)?ロ皿?開(kāi)ノ>Vi ?Vo圖15-3差動(dòng)變壓器測(cè)位移組成、接線示意圖2、調(diào)節(jié)音頻振蕩器（用示波器監(jiān)測(cè)）,頻率f=5KHz,幅值Vp-p=2V。3、調(diào)整差動(dòng)放大器增益:差動(dòng)放大器增益旋鈕順時(shí)針輕轉(zhuǎn)到底,再逆時(shí)針回轉(zhuǎn)2圈。4、松開(kāi)測(cè)微頭安裝孔上的緊固螺釘。調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒,使微分筒的〇刻度值與軸套上的10mm刻度值對(duì)準(zhǔn)。5、順著差動(dòng)變壓器銜鐵的位移方向移動(dòng)測(cè)微頭的安裝套（正、反方向都可以），使差動(dòng)變壓器銜鐵明顯偏離位移中點(diǎn)位置后，調(diào)節(jié)移相器的移相電位器使相敏檢波器輸出為全波整流波形（示波器監(jiān)測(cè)）。再慢悠悠仔細(xì)移動(dòng)測(cè)微頭的安裝套,使相敏檢波器輸出波形幅值絕對(duì)值盡量為最小（盡量使銜鐵處在初級(jí)線圈的中點(diǎn)位置）并擰緊測(cè)微頭安裝孔的緊固螺釘。6、調(diào)節(jié)電橋單元中的町、W2（二者配合調(diào)）和差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器使相敏檢波器輸出波形趨于水平線（可相應(yīng)調(diào)節(jié)示波器量程檔觀察）并且F/V表顯示0（以F/V表為主）。7,調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒，每隔△*=0.2mm從F/V表上讀出輸出電壓V值，填入下表15。表15差動(dòng)變壓器測(cè)位移實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)X(mm) -0.200.2 V(mV)08、根據(jù)表15數(shù)據(jù)作出實(shí)驗(yàn)曲線并截取線性范圍計(jì)算靈敏度S=AV/AX與線性度。五、思考題:差動(dòng)變壓器輸出經(jīng)相敏檢波器檢波后是否消除了零點(diǎn)殘余電壓和死區(qū)?從實(shí)驗(yàn)曲線上能理解相敏檢波器的鑒相特性嗎?實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉所有電源開(kāi)關(guān)。

實(shí)驗(yàn)十六差動(dòng)變壓器的應(yīng)用一振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解差動(dòng)變壓器測(cè)量振動(dòng)的方法。二、基本原理:參閱實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)ハ。當(dāng)差動(dòng)變壓器的銜鐵連接桿與被測(cè)體連接時(shí)就能檢測(cè)到被測(cè)體的位移變化或振動(dòng)。三、需用器件與單元:機(jī)頭振動(dòng)臺(tái)、升降桿、傳感器輸入插座、差動(dòng)變壓器、傳感器連接橋架;主板音頻振蕩器、低頻振蕩器、電感輸出口、激振輸出口、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器;雙蹤示波器（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖16—1將差動(dòng)變壓器安裝在振動(dòng)臺(tái)上:差動(dòng)變壓器卡在傳感器連接橋架的U型槽上并擰緊差動(dòng)變壓器的夾緊螺母,調(diào)整傳感器連接橋架使差動(dòng)變壓器的銜鐵連桿與振動(dòng)臺(tái)相碰（銜鐵連桿遠(yuǎn)離振動(dòng)臺(tái)中心點(diǎn),即銜鐵連桿不要與振動(dòng)臺(tái)中心點(diǎn)磁鋼吸合），并擰緊傳感器連接橋架壓緊螺帽。松開(kāi)粗調(diào)鎖緊螺釘，往上提粗調(diào)升降桿20mm左右（粗調(diào)升降桿露出軸套大約20mm）后鎖緊粗調(diào)鎖緊螺釘。松開(kāi)細(xì)調(diào)鎖緊螺釘，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)調(diào)調(diào)節(jié)螺母使細(xì)調(diào)升降桿縮進(jìn)軸套中。將傳感器引線插入傳感器輸入插座中。傳感器 緊媒帽橋架圧粗例升降桿粗週鎖案?jìng)鞲衅?緊媒帽橋架圧粗例升降桿粗週鎖案爆釘細(xì)調(diào)鎖‘府娛燈圖16-1差動(dòng)變壓器振動(dòng)測(cè)量安裝示意圖2、在主板上找到音頻振蕩器、低頻振蕩器、電感、激振、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器單元并按圖16—2接線。

低頻振蕩器低頻振蕩器圖16-2差動(dòng)變壓器振動(dòng)測(cè)量接線示意圖3、將咅頻振蕩器和低頻振蕩器的幅度電位器逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底（幅度最?。?并調(diào)整好有關(guān)部分。調(diào)整如下:（1）檢查接線無(wú)誤后,將差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到’‘開(kāi)”位置，合上主電源開(kāi)關(guān)。用示波器［正確選擇雙線（雙蹤）示波器的“觸發(fā)”方式及其它（T方式DIV:在0.5mS~0.ImS范圍內(nèi)選擇;VOLTS/DIV：1V-5V范圍內(nèi)選擇）設(shè)置］監(jiān)測(cè)音頻振蕩器Lv的頻率和幅值，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率、幅度旋鈕使Lv輸出4?7KHz左右、Vp-p=5V的激勵(lì)電壓。（2）將差動(dòng)放大器增益旋鈕順時(shí)針輕轉(zhuǎn)到底，再逆時(shí)針回轉(zhuǎn)?圈。用示波器觀察相敏檢波器輸出,調(diào)節(jié)移相器的移相電位器,使示波器顯示的波形為ー個(gè)全波整流波形。（3）調(diào)節(jié)圖16—4中的細(xì)調(diào)升降桿（順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)調(diào)調(diào)節(jié)螺母）的高度,使示波器顯示的波形幅值為最小。再仔細(xì)調(diào)節(jié)電橋單元中的W1和W2（交替調(diào)節(jié)）,使示波器（相敏檢波器輸出）顯示的波形幅值更小,接近為一平線（相鄰波形有高低可調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器）。4、將低頻振蕩器的頻率調(diào)到8Hz左右，調(diào)節(jié)低頻振蕩器幅度旋鈕，使振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)較為明顯（如振動(dòng)不明顯再調(diào)節(jié)頻率。注意事項(xiàng):低頻激振器幅值不耍過(guò)大，以免振動(dòng)臺(tái)振幅過(guò)大而損壞振動(dòng)梁的應(yīng)變片）。用示波器［正確選擇雙線（雙蹤）示波器的“觸發(fā)”方式及其它（TIME/DIV:在50ms?20ms范圍內(nèi)選擇;VOLTS/DIV：IV?0.IV范圍內(nèi)選擇）設(shè)置］觀察差動(dòng)放大器（調(diào)幅波）、相敏檢波器及低通濾波器（傳感器信號(hào)）輸出的波形。5、分別調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度的同時(shí)觀察低通濾波器（傳感器信號(hào)）輸出波形的周期和幅值。6、作出差動(dòng)放大器、相敏檢波器、低通濾波器的輸出波形。實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉主電源。實(shí)驗(yàn)十七電渦流傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)ー、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電渦流傳感器測(cè)量位移的工作原理和特性。二、基本原理:電渦流式傳感器是ー種建立在渦流效應(yīng)原理上的傳感器。電渦流式傳感器由傳感器線圈和被測(cè)物體（導(dǎo)電體ー金屬渦流片）組成,如圖!7.1.1所示。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,當(dāng)傳感器線圈（ー個(gè)扁平線圈）通