機械工程測試技術基礎實驗報告

01實驗報告實驗項目：渦流傳感器標定一、實驗目的了解渦流傳感器靜態(tài)標定。了解渦流傳感器測量位移的工作原理和特性。二、實驗原理通過高頻電流的線圈產生磁場，當有導電體接近時，因導電體渦流效應產生渦流損耗，而渦流損耗與導電體離線圈的距離有關，因此可以進行位移測量。三、主要儀器設備（名稱與型號）渦流傳感器實驗模板、電渦流傳感器、直流電源、數顯單元、測微頭、鐵圓片。四、實驗步驟（實驗原理圖）觀察傳感器結構，這是一個平繞線圈。將電渦流傳感器輸出線接入實驗模板上標有L的兩端插孔中，作為振蕩器的一個元件。在測微頭端部裝上鐵質金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。將實驗模板輸出端Vo與數顯單元輸入端Vi相接。數顯表量程切換開關選擇電壓20V檔。用連結導線從主控臺接入15V直流電源接到模板上標有＋15V的插孔中。使測微頭與傳感器線圈端部接觸，開啟主控箱電源開關，記下數顯表讀數，然后每隔0.2mm讀一個數，直到輸出幾乎不變?yōu)橹?。渦流傳感器位移實驗接線圖五、實驗數據記錄渦流傳感器線形區(qū)域：X（mm）電壓（mv）最大值最小值ba量程靈敏度最大非線性誤差六、實驗結果分析與結論實驗模式：單布采樣擬合截距a值：實驗綱量：位移mm擬合斜率b值：A通道靈敏度：X最小值：mm非線性誤差：X最大值：mmY最小值Ymin：mVY最大值Ymax：mV實驗間隔：mmYmax擬合直線方程：Y＝a+b*X誤差結果：02振動測量一、實驗目的：1、了解測量動態(tài)應變原理，熟悉信號測量及變換過程中的典型電路。2、了解中間變換器的原理，掌握使用和分析方法，熟悉信號處理過程。3、能熟練操作儀器調試出實驗中的重要波形，并能運用所學知識分析圖形。4、分析調試出的振動圖像，了解測試振動頻率與傳感器輸出的關系。二、基本原理：用金屬梁上四片（2片拉伸，2片壓縮）金屬箔式應變片組成全橋，采用交、直流預調平衡裝置對電橋預調平衡。在電橋的電源端加上頻率為f0的等幅正弦波，此等幅波的振幅經電橋隨梁的應變引起應變片的電阻變化而變化，電阻變化頻率遠小于f0，在電橋的輸出端獲得一個載波為f0的調幅波。此過程叫調幅過程。將此調幅波經差動放大器放大，由相敏檢波器檢波，用低通濾波器濾去載波和高次諧波，取出被放大的包絡信號，此信號與被測應變信號形狀相同，再用毫伏表將信號顯示出來。毫伏表就反映了梁的應變大小。當振動梁被不同頻率的信號激勵時，起振幅度不同，貼于應變梁表面的應變片所受應力不同，電橋輸出信號大小也不同，若激勵頻率與梁的固有頻率相同時則產生諧振，此時電橋輸出信號最大，根據這一原理可以找出梁的固有頻率。三、實驗器件與單元：傳感器主控臺、音頻振蕩器、低頻振蕩器、振動源、應變式傳感器實驗模板、移相器_相敏檢波器_低通濾波器模板、雙蹤示波器、萬用表（自備）、導線若干、打印機。振動源應變式傳感器實驗模板移相_相敏檢波_低通濾波器模板主控臺面板四、實驗步驟：應變模板接線。接入模板電源±15V（從主控臺引入，使應變模板工作），將實驗模板調節(jié)增益電位器RW3順時針調節(jié)大致到中間位置（約3轉）。接好電橋電路，并分別將交流偏置電壓，交直流補償單元接入點橋電路，然后將電橋輸出接入差分放大電路輸入端。（接線圖應變模板單元中，有粗線連接提示。）給電橋電路加交流偏置電壓。查接線無誤后，合上主控臺電源開關。將音頻振蕩器的頻率調節(jié)到1.5KHz左右，幅度調節(jié)到10Vp-p（頻率可用數顯表Fin監(jiān)測，幅度用示波器監(jiān)測）。3、使用專用連接線，將振動臺面三源板與應變傳感器實驗模板相連。（注意：模塊上的傳感器不用，改為振動梁的應變片，即振動臺面上的應變輸出。）4、應變模板接線與中間變換器模板連接。5、調交流電橋輸出平衡。接好交流電橋調平衡電路及系統(tǒng)，R8、Rw1、C、Rw2為交流電橋調平衡網絡。首先旋動移項器和相敏檢波器旋紐，將示波器顯示波形調為“m”形波。然后旋動Rw1、Rw2旋鈕，將“m”形波波峰調低，貼近水平軸。6、起振。低頻振蕩器輸出接入振動臺激勵源插孔，調低頻輸出幅度旋鈕約放在3/4位置（8轉）為宜，使振動臺（圓盤）明顯感到振動。交流全橋振動測量實驗接線圖7、測得實驗結果。固定低頻振蕩器幅度鈕旋位置不變，低頻輸出端接入數顯單元的Fin，把數顯表的切換開關打到頻率檔監(jiān)測低頻頻率。調低頻頻率，用示波器讀出頻率改變時低通濾波器輸出Vo的電壓峰－峰值，填入下表：f(Hz)Vo(p-p)從實驗數據得振動梁的自振頻率為HZ。思考題：1、簡述金屬箔式應變片在振動時測量的工作過程。2、實際應用中，為何使用移相器。3、相敏檢波器的優(yōu)點。觀察得圖像：01實驗報告實驗室：機械基礎實驗室實驗時間：×年×月×日系部機電工程系年級、專業(yè)、班×××學號×姓名×××課程名稱××××××實驗項目名稱振動測量指導教師徐斌同組學生姓名×××教師評語成績教師簽名：徐斌×年×月×日一、實驗目的1、了解交流電橋測量動態(tài)應變原理，掌握調整平衡網絡的方法。2、了解中間變換器的原理，掌握使用方法，熟悉信號處理過程。3、熟練調試出實驗中的重要波形，并能運用專業(yè)知識解釋觀察到的現象。4、調試振動圖像，測試振動頻率與傳感器輸出的關系。二、實驗原理及原理圖在電橋的電源端加上頻率為f0的等幅正弦波，此等幅波的振幅經電橋隨梁的應變引起應變片的電阻變化而變化，電阻變化頻率遠小于f0，在電橋的輸出端獲得一個載波為f0的調幅波。此過程叫調幅過程。將此調幅波經差動放大器放大，由相敏檢波器檢波，用低通濾波器濾去載波和高次諧波，取出被放大的包絡信號，此信號與被測應變信號形狀相同，再用毫伏表將信號顯示出來。毫伏表就反映了梁的應變大小。當振動梁被不同頻率的信號激勵時，起振幅度不同，貼于應變梁表面的應變片所受應力不同，電橋輸出信號大小也不同，若激勵頻率與梁的固有頻率相同時則產生諧振，此時電橋輸出信號最大，根據這一原理可以找出梁的固有頻率。三、使用儀器、設備、材料音頻振蕩器、低頻振蕩器、萬用表（自備）、應變式傳感器實驗模板、移相器_相敏檢波器_低通濾波器模板、雙蹤示波器、振動源。四、實驗步驟應變模板接線，接好電橋線路。給電橋電路加交流偏置電壓，將音頻振蕩器的頻率調節(jié)到1.5KHz左右，幅度調節(jié)到10Vp-p接入橋式電路。連接振動臺面三源板與應變傳感器實驗模板。應變模板接線與中間變換器模板連接。5、調交流電橋輸出平衡。首先旋動移項器和相敏檢波器旋紐，調出“m”形波。然后旋動Rw1、Rw2旋鈕，將“m”形波貼近水平軸。6、起振。接入低頻激勵，調低頻輸出幅度適度，使圓盤明顯感到振動。7、測實驗結果。固定低頻振蕩器幅度，調低頻頻率，記錄Vo的電壓峰－峰值。五、實驗過程原始記錄（數據、圖表、計算等）振動輸出波形f(Hz)123456789Vo(p-p)f(Hz)101112131415161718Vo(p-p)振動梁的自振頻率為11Hz。(實際操作中，測出10個值含固有頻率，即可。)六、實驗結果分析及結論由實驗數據不難看出，調