傳感器實驗縮少版

.實驗一 金屬箔式應變片——單臂電橋性能實驗一．實驗目的了解金屬箔式應變片的應變效應，單臂電橋工作原理和性能。感謝閱讀二．基本原理電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應變效應，描述電阻應變效應的關(guān)系式為：謝謝閱讀R/RK式中R/R為電阻絲電阻的相對變化，K為應變靈敏系數(shù)，l/l為電阻絲長度相感謝閱讀對變化，金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應變敏感元件，通過它轉(zhuǎn)換被測謝謝閱讀部位的受力狀態(tài)變化，電橋的作用是完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電壓反映了相感謝閱讀應的受力狀態(tài)。單臂電橋輸出電壓UO1EK/4。精品文檔放心下載三．需用器件與單元CGQ-001實驗模塊、CGQ-013實驗模塊、應變式傳感器、砝碼、電壓表、±15V電源、±4V電源、萬用表（自備）。感謝閱讀四．實驗步驟1．根據(jù)圖1-1應變式傳感器已裝于應變傳感器模塊上。傳感器中各應變片已接入模塊的左上方的R1、R2、R3、R4。加熱絲也接于模塊上，可用萬用表進行測量判別，R1=R2=R3=R4=350Ω，加熱絲阻值為50Ω左右。謝謝閱讀應變片 托盤引出線彈性體固定墊圈限程螺絲模塊固定螺絲加熱絲應變片圖1-1 應變式傳感器安裝示意圖2．實驗模塊接入模塊電源±15V（從主控箱引入），檢查無誤后，合上主控箱電源開關(guān)，精品文檔放心下載CGQ-001實驗模塊調(diào)節(jié)增益電位器Rw1順時針調(diào)節(jié)大致到中間位置，再進行差動放大器調(diào)零，方法為將差放的正、負輸入端與地短接，輸出端與主控箱面板上的電壓表電壓輸入感謝閱讀.端Vi相連，調(diào)節(jié)實驗模塊上調(diào)零電位器Rw2，使電壓表顯示為零（電壓表的切換開關(guān)打到2V檔）。關(guān)閉主控箱電源。謝謝閱讀3．將CGQ-013實驗模塊上應變式傳感器的其中一個應變片R1（即模塊左上方的R1）接入電橋作為一個橋臂與R5、R6、R7接成直流電橋（R5、R6、R7模塊內(nèi)已連接好），接好電橋調(diào)零電位器Rw1，接上橋路電源±4V（從主控箱引入）如圖1-2所示。檢查接線無誤后，合上主控箱電源開關(guān)。調(diào)節(jié)Rw1，使電壓表顯示為零。精品文檔放心下載圖1-2 單臂電橋?qū)嶒灲泳€圖4．在電子秤上放置一只砝碼，讀取電壓表數(shù)值，依次增加砝碼和讀取相應的電壓表值，直到200g砝碼加完。記下實驗結(jié)果填入表1-1，關(guān)閉電源。感謝閱讀表1-1 單臂電橋輸出電壓與加負載重量值重量（g）電壓（mv）5．根據(jù)表1-1計算系統(tǒng)靈敏度S，S=u/W（u輸出電壓變化量；W重量變化謝謝閱讀量）計算線性誤差：f1=m/yF?S×100%，式中m為輸出值（多次測量時為平均值）謝謝閱讀.與擬合直線的最大偏差：yF?S滿量程輸出平均值，此處為200g。精品文檔放心下載五．思考題單臂電橋時，作為橋臂電阻應變片應選用：（1）正（受拉）應變片（2）負（受壓）應變片（3）正、負應變片均可。感謝閱讀.實驗三 金屬箔式應變片——全橋性能實驗一．實驗目的了解全橋測量電路的優(yōu)點。二．基本原理全橋測量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩應變片接入電橋?qū)叄煌慕尤豚忂?，當應變謝謝閱讀片初始阻值：R1=R2=R3=R4，其變化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4時，其橋路輸出電壓Uo3=精品文檔放心下載KE 。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。謝謝閱讀三．需用器件和單元同實驗一。四．實驗步驟1．傳感器安裝同實驗一。接入模塊電源±15V（從主控箱引入），檢查無誤后，合上主控箱電源開關(guān)。謝謝閱讀2．根據(jù)圖1-5接線，實驗方法與實驗二相同。將實驗結(jié)果填入表1-3；進行靈敏度和非線性誤差計算。感謝閱讀表1-3全橋輸出電壓與加負載重量值重量（g）電壓（mv）五．思考題1．全橋測量中，當兩組對邊（R1、R3為對邊）電阻值R相同時，即R1=R3，R2=R4，而R1≠R2時，是否可以組成全橋：（1）可以（2）不可以。謝謝閱讀.2．某工程技術(shù)人員在進行材料拉力測試時在棒材上貼了兩組應變片，如何利用這四片電阻應變片組成電橋，是否需要外加電阻?精品文檔放心下載F FR3R1R1R3R4R2R2R4F F圖1-4 應變式傳感器受拉時傳感器圓周面展開圖.圖1-5 全橋?qū)嶒灲泳€圖.實驗五 金屬箔式應變片的溫度影響實驗一．實驗目的了解溫度對應變片測試系統(tǒng)的影響。二．基本原理電阻應變片的溫度影響，主要來自兩個方面。敏感柵絲的溫度系數(shù)，應變柵線膨脹系數(shù)與彈性體（或被測試件）的線膨脹系數(shù)不一致會產(chǎn)生附加應變。因此當溫度變化時，在被測體受力狀態(tài)不變時，輸出會有變化。謝謝閱讀三．需用器件與單元CGQ-001實驗模塊、CGQ-013實驗模塊、應變式傳感器、砝碼、電壓表、±15V電源、±4V電源、+5V電源、加熱器（已貼在應變片底部）感謝閱讀四．實驗步驟1．保持實驗三實驗結(jié)果。2．將200g砝碼加于砝碼盤上，在電壓表上讀取某一整數(shù)Uo1。精品文檔放心下載3．將5V直流穩(wěn)壓電源（主控箱）接于實驗模塊的加熱器插孔上，數(shù)分鐘后待電壓表感謝閱讀電壓顯示基本穩(wěn)定后，記下讀數(shù)Uot，Uot–Uo1即為溫度變化的影響。計算這一溫度變化產(chǎn)生的相對誤差UotUo1100%。精品文檔放心下載Uot五．思考題1．金屬箔式應變片溫度影響有哪些消除方法？2．應變式傳感器可否用于測量溫度？.實驗十 電容式傳感器的位移特性實驗一．實驗目的了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點。二．基本原理利用平板電容CA/d和其他結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過相應的結(jié)構(gòu)和測量電路可以選擇、A、謝謝閱讀三個參數(shù)中，保持兩個參數(shù)不變，而只改變其中一個參數(shù)，則可以有測谷物干燥度（變）、測微小位移（d變）和測量也為（A變）等多種電容傳感器。感謝閱讀三．需用器件與單元電容傳感器、CGQ-004電容傳感器實驗模塊、測微頭、電壓表、直流穩(wěn)壓源。感謝閱讀四．實驗步驟1．按圖3-1安裝示意圖將電容傳感器裝于電容傳感器實驗模塊上。謝謝閱讀2．將電容傳感器連線插入電容傳感器實驗模塊，實驗線路見圖4-1。感謝閱讀3．將電容傳感器實驗模塊的輸出端Vo與電壓表單元Vi相接（插入主控箱Vi孔），Rw2調(diào)節(jié)到中間位置。精品文檔放心下載4．接入±15V電源，旋動測微頭推進電容傳感器動極板位置，每隔0.2mm記下位移X與輸出電壓值，填入表4-1。謝謝閱讀表4-1 電容傳感器位移與輸出電壓值X（mm）V（mv）5．根據(jù)表4-1數(shù)據(jù)計算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差f。謝謝閱讀五．思考題試設計利用的變化測谷物濕度的傳感器原理及結(jié)構(gòu)。能否敘述一下在設計中應考慮哪精品文檔放心下載些因素？.CGQ-004 電容傳感器實驗模塊+12VCX1R1RW184C3C473D2D1555R26L1CX2215C1C2Ti

+15V GND -15VL2U1R4VoR3AC5 RW2接電壓表R5RW2圖4-1 電容傳感器位移實驗接線圖.實驗十一 直流激勵時霍爾式傳感器的位移特性實驗一．實驗目的了解霍爾式傳感器原理與應用。二．基本原理根據(jù)霍爾效應、霍爾電勢UH=KHIB，當霍爾元件處在梯度磁場中運動時，它就可以進行位移測量。謝謝閱讀三．需用器件與單元CGQ-005霍爾傳感器實驗模塊、霍爾傳感器、直流源±4V、±15V、測微頭、電壓表。感謝閱讀四．實驗步驟1．將霍爾傳感器按圖3-1安裝?；魻杺鞲衅饕约皩嶒災K接線按圖5-1進行。感謝閱讀圖5-1 直流激勵時霍爾傳感器位移實驗接線圖2．實驗模塊接入模塊電源±15V（從主控箱引入），檢查無誤后，開啟電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置，再調(diào)節(jié)Rw1使電壓表指示為零，若無法調(diào)零則交換放大器兩端輸入接線。謝謝閱讀3．旋轉(zhuǎn)測微頭向軸向方向推進，每轉(zhuǎn)動0.2mm記下一個讀數(shù)，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入表5-1。精品文檔放心下載5-1X（mm）V（mv）.作出V-X曲線，計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差。感謝閱讀五．思考題本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么量的變化？精品文檔放心下載.實驗二十 光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗一．實驗目的了解光電轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(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直射型兩種，本實驗裝置是反射型的，傳感器端部有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光源在轉(zhuǎn)盤上反射后由光電管接收轉(zhuǎn)換成電信號，由于轉(zhuǎn)盤上有黑白相間的12個間隔，轉(zhuǎn)動時將獲得與轉(zhuǎn)速及黑白間隔數(shù)有關(guān)的脈沖，將電脈沖計數(shù)處理即可得到轉(zhuǎn)速值。感謝閱讀三．需用器件與單元光電轉(zhuǎn)速傳感器、+5V直流電源、CGQ-05轉(zhuǎn)動源模塊、可調(diào)電源2-24V、轉(zhuǎn)速/頻率表。感謝閱讀四．實驗步驟1．光電轉(zhuǎn)速傳感器安裝如圖5-3所示，在傳感器支架上裝上光電轉(zhuǎn)速傳感器，調(diào)節(jié)高度，使傳感器端面離平臺表面2-3mm，將傳感器引線分別插入相應的插孔，其中紅色接入直流電源+5V，黑色為接地端，藍色輸入主控箱Fin，轉(zhuǎn)速/頻率表置“轉(zhuǎn)速”檔。感謝閱讀2．將可調(diào)電源2-24V接到轉(zhuǎn)動源24V插孔上。感謝閱讀電3．合上電源開關(guān)，使電機轉(zhuǎn)動并從轉(zhuǎn)速/頻率表上觀察電機轉(zhuǎn)速。如顯示轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，可調(diào)節(jié)傳感器的安裝高度。精品文檔放心下載盤平臺五．思考題已進行的實驗中用了多種傳感器測量轉(zhuǎn)速，試分析比較一下哪種方法最簡單、方便。精品文檔放心下載臺 ~3mm圖5-3 霍爾、光電轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖.實驗二十一 Cu50溫度傳感器的測溫特性實驗一．實驗目的了解Cu50溫度傳感器的特性與應用。二．基本原理在一些測量精度要求不高且溫度較低的場合，一般采用銅電阻，可用來測量 -50o謝謝閱讀C~+150oC的溫度。銅電阻有下列優(yōu)點：1．上述溫度范圍內(nèi)，銅的電阻與溫度呈線性關(guān)系Rt=R0(1+at)2．阻溫度系數(shù)高，a=4.25~4.28×10-3/oC感謝閱讀3．易提純，價格便宜三．需用器件與單元CGQ-04溫度源、CGQ-009溫度傳感器實驗模塊、K/E型熱電偶、Cu50熱電阻、直流源、電壓表。感謝閱讀四．實驗步驟1．注意：首先根據(jù)溫控儀表型號，仔細閱讀“溫控儀表操作說明”，（見附錄一）學會基本參數(shù)設定（出廠時已設定完畢）。感謝閱讀2．將CGQ-04溫度源模塊上的220V加熱輸入接線柱與主控箱面板溫度控制系統(tǒng)中的加熱輸出接線柱連接。謝謝閱讀3．將溫度源中”風機電源”經(jīng)過溫控儀上的ALM1再和主控箱中“0-+24V”電源輸出連接（此時電源旋鈕打到最大值位置），閉合溫度源開關(guān)。精品文檔放心下載4．將熱電偶插入模塊溫度源的一個傳感器安置孔中。將K（對應溫度控制儀表中參數(shù)Sn為0，或E型Sn為4）熱電偶自由端引線插入主控箱面板的傳感器插孔中，紅線為正極。謝謝閱讀5．Cu50熱電阻加熱端插入溫度源的另一個插孔中，尾部紅色線為正端，插入實驗模塊的a端，見圖9-1，尾部黑色線插入b端，a端接電源+2V，b端與差動運算放大器的Vi1一端相接，橋路的另一端和差動放大器的另一端Vi2相接。謝謝閱讀.圖9-1 Cu50熱電阻測溫特性實驗6．打開主控臺及CGQ-04溫度源電源開關(guān)，設定溫度控制值為40oC，當溫度控制在40oC時開始記