現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)

/現(xiàn)代(傳感器)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)目錄THSRZ-2型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介2、實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片——電子秤實(shí)驗(yàn)3、實(shí)驗(yàn)二霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)4、實(shí)驗(yàn)三光電傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)5、實(shí)驗(yàn)四E型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn)6、實(shí)驗(yàn)五E型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)7、德普施可重組虛擬儀器檢測(cè)平臺(tái)裝置簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)一直流全橋的應(yīng)用—稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二光電開(kāi)關(guān)的測(cè)速實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三鉑電阻溫度傳感器的特性及溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)西安交通大學(xué)自動(dòng)化系2015.10THSRZ-2型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介一、概述“THSRZ-2型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置”是將傳感器、檢測(cè)技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，開(kāi)發(fā)成功的新一代傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)裝置由主控臺(tái)、檢測(cè)源模塊、傳感器及調(diào)理（模塊）、數(shù)據(jù)采集卡組成。實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片——電子秤實(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)，直流全橋工作原理和性能，了解電路的定標(biāo)。二、實(shí)驗(yàn)儀器：應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、托盤(pán)、砝碼、數(shù)顯電壓表、±15V、±4V電源、萬(wàn)用表（自備）。三、實(shí)驗(yàn)原理：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（1-1）式中為電阻絲電阻相對(duì)變化；為應(yīng)變靈敏系數(shù)；為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化。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)變敏感組件。如圖1-1所示，將四個(gè)金屬箔應(yīng)變片分別貼在雙孔懸臂梁式彈性體的上下兩側(cè)，彈性體受到壓力發(fā)生形變，應(yīng)變片隨彈性體形變被拉伸，或被壓縮。圖1-1雙孔懸臂梁式稱(chēng)重傳感器結(jié)構(gòu)圖圖1-2全橋面板接線(xiàn)圖全橋測(cè)量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩只應(yīng)變片接到電橋的對(duì)邊，不同的接入鄰邊，如圖3-1，當(dāng)應(yīng)變片初始值相等，變化量也相等時(shí)，其橋路輸出Uo=（3-1）式中為電橋電源電壓。為電阻絲電阻相對(duì)變化；式3-1表明，全橋輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線(xiàn)性誤差得到進(jìn)一步改善。電子稱(chēng)實(shí)驗(yàn)原理同全橋測(cè)量原理，通過(guò)調(diào)節(jié)放大電路對(duì)電橋輸出的放大倍數(shù)使電路輸出電壓值為重量的對(duì)應(yīng)值，電壓量綱（V）改為重量量綱（g）即成一臺(tái)比較原始的電子稱(chēng)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1．應(yīng)變傳感器上的各應(yīng)變片已分別接到應(yīng)變傳感器模塊左上方的R1、R2、R3、R4上，可用萬(wàn)用表測(cè)量判別，R1=R2=R3=R4=350Ω。2．差動(dòng)放大器調(diào)零。從主控臺(tái)接入±15V電源，檢查無(wú)誤后，合上主控臺(tái)電源開(kāi)關(guān)，將差動(dòng)放大器的輸入端Ui短接并與地短接，輸出端Uo2接數(shù)顯電壓表（選擇2V檔）。將電位器Rw3調(diào)到增益最大位置（順時(shí)針轉(zhuǎn)到底），調(diào)節(jié)電位器Rw4使電壓表顯示為0V。關(guān)閉主控臺(tái)電源。（Rw3、Rw4的位置確定后不能改動(dòng)）3．按圖1-2接線(xiàn)，將受力相反（一片受拉，一片受壓）的兩對(duì)應(yīng)變片分別接入電橋的鄰邊。4．將10只砝碼置于傳感器的托盤(pán)上，調(diào)節(jié)電位器Rw3（滿(mǎn)量程時(shí)的增益），使數(shù)顯電壓表顯示為0.200V（2V檔測(cè)量）。5．拿去托盤(pán)上所有砝碼，觀察數(shù)顯電壓表是否顯示為0.000V，若不為零，再次將差動(dòng)放大器調(diào)零和加托盤(pán)后電橋調(diào)零（調(diào)節(jié)電位器Rw4使電壓表顯示為0V）。6．重復(fù)4、5步驟，直到精確為止，把電壓量綱V改為重量量綱Kg即可以稱(chēng)重。5．將砝碼依次放到托盤(pán)上并讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200g砝碼加完，記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填入下表。6．去除砝碼，托盤(pán)上加一個(gè)未知的重物（不要超過(guò)1Kg），記錄電壓表的讀數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求出重物的重量。重量(g)2200x電壓(V)0.020.040.060.080.10.120.140.160.180.20.0397．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU輸出電壓變化量，ΔW重量變化量）；2．計(jì)算電橋的非線(xiàn)性誤差δf1=Δm/yF..S×100％。式中Δm為輸出值（多次測(cè)量時(shí)為平均值）與擬合直線(xiàn)的最大偏差；yF·S為滿(mǎn)量程（200g）輸出平均值。3．全橋測(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R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2時(shí)，是否可以組成全橋？六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所采用的彈性體為雙孔懸臂梁式稱(chēng)重傳感器，量程為1kg，最大超程量為120％。因此，加在傳感器上的壓力不應(yīng)過(guò)大，以免造成應(yīng)變傳感器的損壞！實(shí)驗(yàn)二霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柦M件的應(yīng)用——測(cè)量轉(zhuǎn)速。二、實(shí)驗(yàn)儀器：霍爾傳感器、可調(diào)直流電源、轉(zhuǎn)動(dòng)源、頻率/轉(zhuǎn)速表。三、實(shí)驗(yàn)原理；利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UH＝KHIB，當(dāng)被測(cè)圓盤(pán)上裝上N只磁性體時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)一周磁場(chǎng)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)出被測(cè)旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1．安裝根據(jù)圖3-1，霍爾傳感器已安裝于傳感器支架上，且霍爾組件正對(duì)著轉(zhuǎn)盤(pán)上的磁鋼。圖3-12．將+5V電源接到三源板上“霍爾”輸出的電源端，“霍爾”輸出接到頻率/轉(zhuǎn)速表（切換到測(cè)轉(zhuǎn)速位置）。3．打開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，選擇不同電源+4V、+6V、+8V、+10V、12V（±6）、16V（±8）、20V（±10）、24V驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)源，可以觀察到轉(zhuǎn)動(dòng)源轉(zhuǎn)速的變化，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后記錄相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電壓下得到的轉(zhuǎn)速值。也可用示波器觀測(cè)霍爾元件輸出的脈沖波形。電壓(V)+4V+6V+8V+10V12V16V20V24V轉(zhuǎn)速(rpm)3967951265033844000五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．分析霍爾組件產(chǎn)生脈沖的原理。答：有磁場(chǎng)照射霍爾元件導(dǎo)通，沒(méi)有磁場(chǎng)照射霍爾元件截止，不斷的交替變化引起了脈沖的信號(hào)變化，所以霍爾測(cè)速時(shí)，所長(zhǎng)生的波形也就是脈沖電，只是隨轉(zhuǎn)速的改變頻率發(fā)生了改變，頻率變化越快證明轉(zhuǎn)速越快。2．根據(jù)記錄的驅(qū)動(dòng)電壓和轉(zhuǎn)速，作V-RPM曲線(xiàn)。實(shí)驗(yàn)三光電傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)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。實(shí)驗(yàn)儀器：轉(zhuǎn)動(dòng)源、光電傳感器、直流穩(wěn)壓電源、頻率/轉(zhuǎn)速表、示波器實(shí)驗(yàn)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)出的光源通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)上的孔透射到光電管上，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由于轉(zhuǎn)盤(pán)上有等間距的6個(gè)透射孔，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得與轉(zhuǎn)速及透射孔數(shù)有關(guān)的脈沖，將電脈計(jì)數(shù)處理即可得到轉(zhuǎn)速值。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1．光電傳感器已安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)源上，如圖4-1所示。+5V電源接到三源板“光電”輸出的電源端，光電輸出接到頻率/轉(zhuǎn)速表的“f/n”。2．打開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源開(kāi)關(guān)，用不同的電源驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)源轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄不同驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，填入下表，同時(shí)可通過(guò)示波器觀察光電傳感器的輸出波形。圖4-1驅(qū)動(dòng)電壓V(V)4v6v8v10v12v16v20v24v轉(zhuǎn)速n(rpm)43713992五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)測(cè)的驅(qū)動(dòng)電壓和轉(zhuǎn)速，作V-n曲線(xiàn)。并與霍爾傳感器測(cè)得的曲線(xiàn)比較。圖像比較結(jié)果：霍爾元件測(cè)速曲線(xiàn)幾乎和光電傳感器測(cè)速曲線(xiàn)重合。實(shí)驗(yàn)四E型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私釫型熱電偶的特性與應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)儀器：智能調(diào)節(jié)儀、PT100、E型熱電偶、溫度源、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。三、實(shí)驗(yàn)原理：熱電偶傳感器的工作原理熱電偶是一種使用最多的溫度傳感器，它的原理是基于1821年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應(yīng)，即兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A或B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接，只要兩節(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為T(mén)，另一端溫度為T(mén)0，則回路中就有電流產(chǎn)生，見(jiàn)圖50-1（a），即回路中存在電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)被稱(chēng)為熱電勢(shì)。圖5-1（a）圖5-1（b）兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合被稱(chēng)為熱電偶。當(dāng)回路斷開(kāi)時(shí)，在斷開(kāi)處a，b之間便有一電動(dòng)勢(shì)ET，其極性和量值與回路中的熱電勢(shì)一致，見(jiàn)圖50-1（b），并規(guī)定在冷端，當(dāng)電流由A流向B時(shí)，稱(chēng)A為正極，B為負(fù)極。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)ET較小時(shí)，熱電勢(shì)ET與溫度差（T-T0）成正比，即ET=SAB（T-T0）（1）SAB為塞貝克系數(shù)，又稱(chēng)為熱電勢(shì)率，它是熱電偶的最重要的特征量，其符號(hào)和大小取決于熱電極材料的相對(duì)特性。熱電偶的基本定律：（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面積和長(zhǎng)度如何，也不論各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)。（2）中間導(dǎo)體定律用兩種金屬導(dǎo)體A，B組成熱電偶測(cè)量時(shí)，在測(cè)溫回路中必須通過(guò)連接導(dǎo)線(xiàn)接入儀表測(cè)量溫差電勢(shì)EAB（T，T0），而這些導(dǎo)體材料和熱電偶導(dǎo)體A，B的材料往往并不相同。在這種引入了中間導(dǎo)體的情況下，回路中的溫差電勢(shì)是否發(fā)生變化呢？熱電偶中間導(dǎo)體定律指出：在熱電偶回路中，只要中間導(dǎo)體C兩端溫度相同，那么接入中間導(dǎo)體C對(duì)熱電偶回路總熱電勢(shì)EAB（T，T0）沒(méi)有影響。（3）中間溫度定律如圖49-2所示，熱電偶的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度為T(mén)1，T2時(shí)，熱電勢(shì)為EAB（T1，T2）；兩結(jié)點(diǎn)溫度為T(mén)2，T3時(shí)，熱電勢(shì)為EAB（T2，T3），那么當(dāng)兩結(jié)點(diǎn)溫度為T(mén)1，T3時(shí)的熱電勢(shì)則為EAB（T1，T2）+EAB（T2，T3）=EAB（T1，T3）（2）式（2）就是中間溫度定律的表達(dá)式。譬如：T1=100℃，T2=40℃，T3EAB（100，40）+EAB（40，0）=EAB（100，0）（3）圖5-2熱電偶的分度號(hào)熱電偶的分度號(hào)是其分度表的代號(hào)（一般用大寫(xiě)字母S、R、B、K、E、J、T、N表示）。它是在熱電偶的參考端為0℃四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1．利用Pt100溫度控制調(diào)節(jié)儀將溫度控制在500C，在另一個(gè)溫度傳感器插孔中插入2．將±15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K中。溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸出Uo2接主控臺(tái)直流電壓表。3．將溫度傳感器模塊上差動(dòng)放大器的輸入端Ui短接，調(diào)節(jié)Rw3到最大位置，再調(diào)節(jié)電位器Rw4使直流電壓表顯示為零。圖5-34．拿掉短路線(xiàn)，按圖5-3接線(xiàn)，并將E型熱電偶的兩根引線(xiàn)，熱端（紅色）接a，冷端（綠色）接b；記下模塊輸出Uo2的電壓值。5．改變溫度源的溫度每隔50C記下Uo2的輸出值。直到溫度升至T（℃）455808590Uo2（V）0.080.0960.1120.1280.1460.1620.1790.1950.2130.2309511200.2470.2640.2820.2990.3150.333五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出UO2-T曲線(xiàn)，分析E型熱電偶的溫度特性曲線(xiàn)，計(jì)算其非線(xiàn)性誤差。2．根據(jù)中間溫度定律和E型熱電偶分度表，用平均值計(jì)算出差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)A。因T=50℃Eab(T,0)=3.047mv實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出Uo2=0.091=96mv而Tn=19℃(室溫)Eab(Tn,0)=1.131mv又Eab(T,0)=Eab(T,Tn)+Eab(Tn,0)Eab(T,Tn)=Eab(T,0)-Eab(Tn,0)所以A=Uo2/Eab(T,Tn)=Uo2/(Eab(T,0)-Eab(Tn,0))=96/(3.047-1.131)=96/1.916=50.1附1：溫度調(diào)節(jié)儀附2：E型熱電偶分度表（分度號(hào)：K，單位：mV）溫度（℃）熱電動(dòng)勢(shì)（mV）012345678900.0000.0590.1180.1760.2350.2950.3540.4130.4720.532100.5910.6510.7110.7700.8300.8900.9501.0111.0711.131201.1921.2521.3131.3731.4341.4951.5561.6171.6781.739301.8011.8621.9241.9852.0472.1092.1712.2332.2952.357402.4192.4822.5442.0572.6692.7322.7952.8582.9212.984503.0473.1103.1733.2373.3003.3643.4283.4913.5553.619603.6833.7483.8123.8763.9414.0054.0704.1344.1994.264704.3294.3944.4594.5244.5904.6554.7204.7864.8524.917804.9835.0475.1155.1815.2475.3145.3805.4465.5135.579905.6465.7135.7805.8465.9135.9816.0486.1156.1826.2501006.3176.3856.4526.5206.5886.6566.7246.7926.8606.9281106.9967.0647.1337.2017.2707.3397.4077.4767.5457.6141207.6837.7527.8217.8907.9608.0298.0998.1688.2388.3071308.3778.4478.5178.5878.6578.8278.8428.8678.9389.0081409.0789.1499.2209.2909.3619.4329.5039.5739.6149.7151509.7879.8589.92910.00010.07210.14310.21510.28610.3584.429附2:K型熱電偶分度表（分度號(hào)：K，單位：mV）溫度（℃）熱電動(dòng)勢(shì)（mV）0123456789000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8580.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.366104071.44871.4801.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.8502.8922.9332.9753.0163.058301003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.9303.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.4671104.5084.5494.6004.6324.6734.7144.7554.7964.8374.8781204.9194.9605.0015.0425.0835.1245.1615.2055.23405.2871305.3275.3685.4095.4505.1905.5315.5715.6125.6525.6931405.7335.7745.8145.8555.8955.9365.9766.0166.0576.0971506.1376.1776.2186.2586.2986.3386.3786.4196.4596.499實(shí)驗(yàn)五熱電偶冷端溫度補(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砗头椒ǘ?shí)驗(yàn)儀器：智能調(diào)節(jié)儀、PT100、E型熱電偶、溫度源、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K三、實(shí)驗(yàn)原理：熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校罕?、恒溫槽法和電橋自?dòng)補(bǔ)償法（圖6-1），電橋自動(dòng)補(bǔ)償法常用，它是在熱電偶和測(cè)溫儀表之間接入一個(gè)直流電橋，稱(chēng)冷端溫度補(bǔ)償器，補(bǔ)償器電橋在0℃時(shí)達(dá)到平衡（亦有20℃平衡）。當(dāng)熱電偶自由端溫度升高時(shí)(＞0℃)熱電偶回路電勢(shì)Uab下降，由于補(bǔ)償器中，PN呈負(fù)溫度系數(shù)，其正向壓降隨溫度升高而下降，促使Uab上升，其值正好補(bǔ)償熱電偶因自由端溫度升高而降低的電勢(shì)，達(dá)到補(bǔ)償目的。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟圖6-21．選擇智能調(diào)節(jié)儀的“輸入選擇”為“Pt100”，將溫度傳感器PT100接入“PT100輸入”（同色的兩根接線(xiàn)端接蘭色，另一根接黑色插座），打開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)總電源。并記下此時(shí)的實(shí)驗(yàn)室溫度T22．將溫度控制在500C，在另一個(gè)溫度傳感器插孔中插入3．將±15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K中。溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸出Uo2接主控臺(tái)直流電壓表。4．將溫度傳感器模塊上差動(dòng)放大器的輸入端Ui短接，調(diào)節(jié)Rw3到最大位置，再調(diào)節(jié)電位器Rw4使直流電壓表顯示為零。5．拿掉短路導(dǎo)線(xiàn)，按圖6-2接線(xiàn)，并將E型熱電偶的兩個(gè)引線(xiàn)分別接入模塊兩端（紅接a，藍(lán)接b）；調(diào)節(jié)Rw1使溫度傳感器輸出UO2電壓值為AE2。（A為差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)、E2為E型熱電偶500C時(shí)對(duì)應(yīng)輸出電勢(shì)）（0.096V）6．變溫度源的溫度，每隔50C記下Uo2的輸出值。直到溫度升至T（℃）5808590Uo2（V）0.1110.1230.1440.1600.1780.1940.2110.2280.2469511200.2630.2810.2970.3140.3300.348五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出（UO2/A）-T曲線(xiàn)。并與分度表進(jìn)行比較，分析電橋自動(dòng)補(bǔ)償法的補(bǔ)償效果。7、德普施可重組虛擬儀器檢測(cè)平臺(tái)裝置簡(jiǎn)介1）概述DRVI可重構(gòu)虛擬儀器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是華中科技大學(xué)何嶺松教授項(xiàng)目組和深圳市德普施科技有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)出的一種自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型裝配架構(gòu)的虛擬儀器，其設(shè)計(jì)思想是按照汽車(chē)和PC機(jī)的裝配式生產(chǎn)模式，將計(jì)算機(jī)虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)分解為一個(gè)軟件裝配底盤(pán)和若干實(shí)現(xiàn)獨(dú)立功能的軟部件模塊。然后，根據(jù)測(cè)量任務(wù)需求，用軟體底盤(pán)把所需的軟部件模塊裝配起來(lái)，形成一個(gè)滿(mǎn)足特定需求的測(cè)試系統(tǒng)。當(dāng)測(cè)試任務(wù)發(fā)生變化時(shí)，對(duì)軟體底盤(pán)上裝配的軟部件模塊進(jìn)行重新組合和裝配就可以快速調(diào)整為另一個(gè)新的測(cè)量系統(tǒng)。DRVI的主體為一個(gè)帶軟件控制線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的軟主板，其上可插接軟儀表盤(pán)、軟信號(hào)發(fā)生器、軟信號(hào)處理電路、軟波形顯示芯片等軟件芯片組，并能與A/D卡、I/O卡等信號(hào)采集硬件進(jìn)行組合與連接。直接在以軟件總線(xiàn)為基礎(chǔ)的面板上通過(guò)簡(jiǎn)單的可視化插/拔軟件芯片和連線(xiàn)，就可以完成對(duì)儀器功能的裁減、重組和定制，快速搭建一個(gè)按應(yīng)用需求定制的虛擬儀器測(cè)量系統(tǒng)。圖1、虛擬儀器軟件總線(xiàn)結(jié)構(gòu)圖2）軟件運(yùn)行安裝完成后在WINDOWS桌面上出現(xiàn)圖標(biāo)，在程序組中出現(xiàn)DRVI，雙擊該圖標(biāo)就可以啟動(dòng)DRVI軟件。運(yùn)行DRVI主程序，點(diǎn)擊DRVI快捷工具條上的"聯(lián)機(jī)注冊(cè)"圖標(biāo)，選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測(cè)”或“網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)注冊(cè)”進(jìn)行軟件注冊(cè)。圖3、DRVI軟件運(yùn)行界面3）插接軟件芯片DRVI通過(guò)在前面板上可視化插接虛擬儀器軟件芯片來(lái)搭構(gòu)虛擬儀器或測(cè)量實(shí)驗(yàn)。插接軟件芯片的過(guò)程很簡(jiǎn)單，從軟件芯片表中點(diǎn)擊需要的軟件芯片，將其添加到DRVI前面板上，然后在新插入的軟件芯片上壓下鼠標(biāo)不放，將其拖動(dòng)到合適位置。重復(fù)上述步驟，插入其它軟件芯片。插接在DRVI前面板上的虛擬儀器軟件芯片的屏幕位置是可以移動(dòng)和調(diào)整的，點(diǎn)擊快捷工具條中的“移動(dòng)軟件芯片位置”圖標(biāo)，然后在待移動(dòng)的軟件芯片上壓下鼠標(biāo)不放，就可以將其拖動(dòng)到新位置，從而實(shí)現(xiàn)屏幕布局的調(diào)整。4）基于管道組件的裝配式虛擬儀器為提高軟件開(kāi)發(fā)效率，許多大型應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)中采用了基于軟件組件的開(kāi)發(fā)方式。將組件用作軟件開(kāi)發(fā)中的‘積木’，以搭積木的方式裝配軟件系統(tǒng)，縮短軟件開(kāi)發(fā)周期，降低維護(hù)成本。該技術(shù)使應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)由“程序=主程序+子程序”演變?yōu)椤俺绦?構(gòu)件+構(gòu)件組裝”，程序開(kāi)發(fā)重心從編寫(xiě)代碼轉(zhuǎn)移到組件裝配。虛擬儀器組件的種類(lèi)很多，組件接口形式隨組件的功能變化很大，給組件裝配接口的描述和裝配平臺(tái)的設(shè)計(jì)帶來(lái)較大困難。在深入研究的基礎(chǔ)上，我們針對(duì)虛擬儀器測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn)對(duì)組件化開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，提出一種簡(jiǎn)明的用測(cè)量數(shù)據(jù)管線(xiàn)裝配的虛擬儀器模型?！瓐D7是基于管道組件的虛擬儀器軟件架構(gòu)管道(DRVI中解釋為數(shù)據(jù)線(xiàn))是計(jì)算機(jī)進(jìn)程間通信的一種方法。創(chuàng)建管道的進(jìn)程稱(chēng)為管道服務(wù)器，連接到管道的進(jìn)程稱(chēng)為管道客戶(hù)機(jī)。連接在管道兩端的進(jìn)程可以通過(guò)管道傳遞數(shù)據(jù)，一個(gè)進(jìn)程向管道中寫(xiě)入數(shù)據(jù)后，另一進(jìn)程就可以從管道的另一端將其讀取出來(lái)。管道組件是用管道功能作為輸入輸出接口的軟件模塊，模塊間用管道連接就可以形成一個(gè)管道組件鏈。每個(gè)管道組件接受前一組件的輸出作為輸入，一直到達(dá)管道的末端并產(chǎn)生最終輸出為止?；诠艿澜M件的軟件開(kāi)發(fā)將一個(gè)復(fù)雜的軟件系統(tǒng)分解成很多相對(duì)獨(dú)立的模塊和處理步驟，每個(gè)模塊和步驟只完成一項(xiàng)簡(jiǎn)單任務(wù)。管道組件技術(shù)提高了程序的模塊化程度，簡(jiǎn)化了程序的開(kāi)發(fā)工作，用戶(hù)只需要很少的配置文件設(shè)置工作就可以快速集成應(yīng)用系統(tǒng)。管道組件具有自描述、自組織和自運(yùn)行的特點(diǎn)，通過(guò)管道將標(biāo)準(zhǔn)化接口的管道組件連接在一起，它們就可以自動(dòng)構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)，并在管道中數(shù)據(jù)流的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行。系統(tǒng)中個(gè)體管道組件的行為很簡(jiǎn)單，從前一管道接收輸入命令進(jìn)行工作，然后將處理結(jié)果從后一管道輸出；但簡(jiǎn)單行為的個(gè)體管道組件通過(guò)管道集合在一起則可以對(duì)外體現(xiàn)出復(fù)雜的系統(tǒng)特征，也就是說(shuō)可以構(gòu)造出不同的測(cè)量應(yīng)用。圖8內(nèi)嵌管道的組件模型輸入圖8內(nèi)嵌管道的組件模型輸入運(yùn)算輸出<組件名><Describe>描述信息<組件名><Describe>描述信息</Describe><Positionvalue=”xxx”/><PipeInvalue=”xxx”/><PipeOutvalue=”xxx”/></組件名>圖9管道組件裝配描述管道組件裝配代碼作用就象DOS下的批處理文件一樣，裝配代碼解釋程序順序讀取XML格式裝配文檔中的管道組件裝配描述塊，提取連接參數(shù)，然后用管道對(duì)它們進(jìn)行連接、組織和構(gòu)形，組件間通過(guò)管道自組織在一起，形成一個(gè)具有特定功能的測(cè)量系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)一直流全橋的應(yīng)用—稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)直流電橋原理在進(jìn)行金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能實(shí)驗(yàn)之前，我們有必要先來(lái)介紹一下直流電橋的相關(guān)知識(shí)。電橋電路有直流電橋和交流電橋兩種。電橋電路的主要指標(biāo)是橋路靈敏度、非線(xiàn)性和負(fù)載特性。下面具體討論有關(guān)直流電路和與之相關(guān)的這幾項(xiàng)指標(biāo)。平衡條件直流電橋的基本形式如圖1-1所示。，，，為電橋的橋臂電阻，為其負(fù)載（可以是測(cè)量?jī)x表內(nèi)阻或其他負(fù)載）。當(dāng)→∞時(shí)，電橋的輸出電壓應(yīng)為當(dāng)電橋平衡時(shí)，=0，由上式可得到=或（1-1）圖1-1式（1-1）秤為電橋平衡條件。平衡電橋就是橋路中相鄰兩橋臂阻值之比應(yīng)相等，橋路相鄰兩臂阻值之比相等方可使流過(guò)負(fù)載電阻的電流為零。二、平衡狀態(tài)1.單臂直流電橋所謂單臂就是電橋中一橋臂為電阻式傳感器，且其電阻變化為，其它橋臂阻值固定不變，這時(shí)電橋輸出電壓≠0（此時(shí)電橋?yàn)殚_(kāi)路狀態(tài)），則不平衡電橋輸出電壓為整理得：（1-2）設(shè)橋臂比n=，由于<<，分母中可忽略，輸出電壓便為這是理想情況，式（1-2）為實(shí)際輸出電壓，由此可求出電橋非線(xiàn)性誤差。實(shí)際的非線(xiàn)性特性曲線(xiàn)與理想線(xiàn)性曲線(xiàn)的偏差秤為絕對(duì)非線(xiàn)性誤差。則其相對(duì)線(xiàn)性誤差為：（1-3）由此可見(jiàn)，非線(xiàn)性誤差與電阻相對(duì)變化有關(guān)，當(dāng)較大時(shí)，就不可忽略誤差了。下面來(lái)看電橋電壓靈敏度。在式（1-2）中，忽略分母中項(xiàng)，并且考慮到起始平衡條件，從式（1-2）可以得到（1-4）電橋靈敏度的定義為（1-5）當(dāng)n=1時(shí)，可求得最大。也就是說(shuō)，在電橋電壓E確定后，當(dāng)=，=時(shí)，電橋電壓靈敏度最高。此時(shí)可分別將式（1-2）、（1-3）、（1-4）、（1-5）化簡(jiǎn)為（1-6）（1-7） （1-8） （1-9）由上面四式可知，當(dāng)電源電壓E和電阻相對(duì)變化一定時(shí)，電橋的輸出電壓，非線(xiàn)性誤差r，電壓靈敏度也是定值，與各橋臂阻值無(wú)關(guān)。2．差動(dòng)直流電橋（半橋式）若圖1-1中支流電橋的相鄰兩臂為傳感器，即和為傳感器，并且其相應(yīng)變化為和，則該電橋輸出電壓≠0，當(dāng)=，=，=時(shí)，則得上式表明，與成線(xiàn)性關(guān)系，比單臂電橋輸出電壓提高一倍，差動(dòng)電橋無(wú)非線(xiàn)性誤差，而且電壓靈敏度為比使用一只傳感器提高了一倍，同時(shí)可以起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?.雙差動(dòng)直流電橋（全橋式）若圖1-1中直流電橋的四臂均為傳感器，則構(gòu)成全橋差動(dòng)電路。若滿(mǎn)足===，則輸出電壓和靈敏度為由此可知，全橋式直流電橋是單臂直流電橋的輸出電壓和靈敏度的4倍，是半橋式直流電橋的輸出電壓和靈敏度的2倍。金屬箔式應(yīng)變片——單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)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：=式中為電阻絲電阻相對(duì)變化，為應(yīng)變靈敏系數(shù)，=為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化，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，通過(guò)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。圖1－2，圖1－3是壓力傳感器的測(cè)量電路，由兩個(gè)部分組成。前一部分是采用三個(gè)運(yùn)放構(gòu)成的儀表放大電路，后面的反相比例放大電路將儀表放大器的輸出電壓進(jìn)一步放大。R28是電橋的調(diào)零電阻，R42是整個(gè)放大電路的調(diào)零電阻，R29，R40調(diào)整運(yùn)放增益。儀表放大器因?yàn)檩斎胱杩垢?，共模抑制能力好而作為電橋的接口電路。其增益可用下式表示：圖1－2儀表放大電路原理圖

圖1－3反相比例放大電路原理圖三、需用器件與設(shè)備：1、開(kāi)放式傳感器實(shí)驗(yàn)箱；2、橋臂；3、砝碼；4、跳線(xiàn)；5、萬(wàn)用表（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、根據(jù)圖（1-4）所示，傳感器中各應(yīng)變片上的R1、R2、R3、R4接線(xiàn)顏色分別為黑色、藍(lán)色、紅色、白色，可用萬(wàn)用表測(cè)量同一種顏色的兩端判別，R1=R2=R3=R4350Ω。圖1-4橋臂安裝示意圖2、根據(jù)儀表放大電路原理圖（圖1—2），先將電路板上的R25、R26、R27接入350Ω電阻，再將應(yīng)變式傳感器的其中一個(gè)應(yīng)變片R1接到電路板上的R24，那么一個(gè)應(yīng)變片R1與電路板上的R25、R26、R27構(gòu)成單臂直流電橋。檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，接通電源。調(diào)節(jié)電位器R28（100R電位器），使IN0與IN1之間輸出的電壓為零，這一步非常重要。3、將儀表放大電路的輸出端接到反相比例放大電路的輸入端，用萬(wàn)用表測(cè)反相比例放大電路的輸出端電壓。根據(jù)原理圖（圖1—3），調(diào)節(jié)R42（10K電位器）對(duì)放大電路調(diào)零，放置100g砝碼到橋臂托盤(pán)上，看電壓的變化量。如果電壓變化量非常小，那么調(diào)節(jié)電位器R29，改變放大電路的增益（放大倍數(shù)），使變化量在500mV左右。多次調(diào)零和調(diào)節(jié)增益，使電壓變化量達(dá)到自己預(yù)定的值。調(diào)好后R29，R40保持不變，方便跟后面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。4、在托盤(pán)上放置砝碼，讀取反相比例放大電路輸出端電壓值，依次增加砝碼并讀取相應(yīng)的電壓值。記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表1-1中，關(guān)閉電源。 表1—1半橋測(cè)量時(shí)輸出電壓與對(duì)應(yīng)砝碼重量值5、根據(jù)表1—1，繪制電壓重量變化曲線(xiàn)圖。6、計(jì)算靈敏度S1=（輸出電壓變化量與重量變化量之比）。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

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(xiàn)性得到改善。當(dāng)應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時(shí)，其橋路輸出電壓如下式：其測(cè)量電路同實(shí)驗(yàn)一。三、需用器件與設(shè)備：同實(shí)驗(yàn)一。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)一。2、電路板上的R25、R27接入350Ω電阻，將應(yīng)變式傳感器的紅色（或白色）線(xiàn)連接的應(yīng)變片接入電路板上的R24，將黃色（或藍(lán)色）線(xiàn)連接的應(yīng)變片接入電路板上的R26，那么應(yīng)變片R1，R4與電路板上的R25、R27接成差動(dòng)直流電橋（半橋）。檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，接通電源。調(diào)節(jié)電位器R28（100R電位器），使IN0與IN1之間輸出的電壓為零，這一步非常重要。3、注意R24應(yīng)和R26受力狀態(tài)相反，即傳感器中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應(yīng)變片作為電橋的相鄰邊。將儀表放大電路的輸出端接到反相比例放大電路的輸入端，用萬(wàn)用表測(cè)反相比例放大電路的輸出端電壓。根據(jù)原理圖（圖1—3），調(diào)節(jié)R42（10K電位器）對(duì)放大電路調(diào)零。注意：調(diào)節(jié)增益已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)一調(diào)好，本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要與實(shí)驗(yàn)一作比較，R29，R40必須保持不變。4、在托盤(pán)上放置砝碼，讀取反相比例放大電路輸出端電壓值，依次增加砝碼并讀取相應(yīng)的電壓值。記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表1-2中，關(guān)閉電源。表1-2半橋測(cè)量時(shí)輸出電壓與對(duì)應(yīng)砝碼重量值5、計(jì)算靈敏度S2=（輸出電壓變化量與重量變化量之比）并與實(shí)驗(yàn)一數(shù)據(jù)S1進(jìn)行比較，若實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)數(shù)值顯示說(shuō)明R24與R26為相同受力狀態(tài)應(yīng)變片，應(yīng)更換一個(gè)應(yīng)變片。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)放在：（）（1）對(duì)邊（2）鄰邊。金屬箔式應(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，將受力性質(zhì)相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，不同的接入鄰邊，?yīng)變片初始阻值：=R1=R2=R3=R4，其變化值=△R1=△R2=△R3=△R4時(shí)，其橋路輸出電壓。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線(xiàn)性誤差和溫度誤差均得到改善。測(cè)量電路同實(shí)驗(yàn)一。三、需用器件與設(shè)備：同實(shí)驗(yàn)一。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)一。2、將應(yīng)變式傳感器的紅色、白色線(xiàn)連接的應(yīng)變片接入電路板上的R24，R27，將黃色、藍(lán)色線(xiàn)連接的應(yīng)變片接入電路板上的R25、R26，構(gòu)成一個(gè)全橋電路。檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，接通電源。調(diào)節(jié)電位器R28（100R電位器），使IN0與IN1之間輸出的電壓為零。3、將儀表放大電路的輸出端接到反相比例放大電路的輸入端，用萬(wàn)用表測(cè)反相比例放大電路的輸出端電壓。根據(jù)原理圖（圖1—3），調(diào)節(jié)R42（10K電位器）對(duì)放大電路調(diào)零。注意：調(diào)節(jié)增益已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)一調(diào)好，本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要與實(shí)驗(yàn)一作比較，R29，R40必須保持不變。實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)二相同。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表1-3。表1-3全橋電路輸出電壓與加負(fù)載重量值。4、進(jìn)行靈敏度計(jì)算并將結(jié)果跟實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果進(jìn)行比較。五、思考題：全橋測(cè)量中，當(dāng)兩組對(duì)邊（R1、R3為對(duì)邊）電阻值相同時(shí)，而R1≠R2時(shí)，是否可以組成全橋：（）（1）可以（2）不可以。直流全橋的應(yīng)用——稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶?yīng)變力傳感器的應(yīng)用及電路標(biāo)定。二、基本原理：電子秤實(shí)驗(yàn)原理為實(shí)驗(yàn)三，全橋測(cè)量原理，通過(guò)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，成為一臺(tái)原始電子秤。測(cè)量電路同實(shí)驗(yàn)一。三、需用器件于單元：1．開(kāi)放式傳感器實(shí)驗(yàn)箱；2．橋臂；3．砝碼；4．跳線(xiàn)；5．萬(wàn)用表（自備）；6.采集儀（另需采購(gòu)）；7.DRVI軟件（另需采購(gòu)）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)一。2、將應(yīng)變式傳感器的紅色、白色線(xiàn)連接的應(yīng)變片接入電路板上的R24，R27，將黑色、藍(lán)色線(xiàn)連接的應(yīng)變片接入電路板上的R25、R26，構(gòu)成一個(gè)全橋電路。檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，接通電源。調(diào)節(jié)電位器R28（100R電位器），使IN0與IN1之間輸出的電壓為零。3、將儀表放大電路的輸出端接到反相比例放大電路的輸入端，用萬(wàn)用表測(cè)反相比例放大電路的輸出端電壓。根據(jù)原理圖（圖1—3），調(diào)節(jié)R42（10K電位器）對(duì)放大電路調(diào)零，放置100g砝碼到橋臂托盤(pán)上。調(diào)節(jié)電位器R29和電位器R40（反相比例放大電路的增益調(diào)節(jié)電位器），改變放大電路的增益（放大倍數(shù)），多次調(diào)零和調(diào)節(jié)增益使變化量為1000mV。4、在托盤(pán)上放置200g砝碼，讀取反相比例放大電路輸出端電壓值，依次增加砝碼并讀取相應(yīng)的電壓值。記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表1-4中，關(guān)閉電源。驗(yàn)證電壓能否反映重量的變化，那么一個(gè)簡(jiǎn)易的電子稱(chēng)就成功了！表1-45、重復(fù)步驟3，調(diào)節(jié)電位器R40，改變100g砝碼對(duì)應(yīng)的電壓變化量的值，比如200mV/100g，500mV/100g，2V/100g。充分理解各個(gè)電位器在電路中作用。6、交換R24，R26位置，再交換R25跟R27位置，重做實(shí)驗(yàn)，看實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么變化。思考原因。7、將反相比例放大電路輸出端接到信號(hào)輸出其中的一個(gè)端口上，然后用BNC接頭接到采集儀上，打開(kāi)電腦里面的DIVR軟件中的腳本，進(jìn)行稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)。本步驟必須配合采集儀和DRVI軟件使用。提示：軟件使用方法參考“傳感器實(shí)驗(yàn)箱DRVI實(shí)驗(yàn)使用說(shuō)明.doc”，里面有這個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程。 8、關(guān)閉電源，整理實(shí)驗(yàn)儀器，填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)二光電開(kāi)關(guān)的測(cè)速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馔干涫焦怆婇_(kāi)關(guān)的原理和應(yīng)用。二、基本原理：光電開(kāi)關(guān)可以由一個(gè)光發(fā)射管和一個(gè)接收管組成。按圖5—1分析，接收管類(lèi)似于一個(gè)光敏三極管，當(dāng)發(fā)射管和接收管之間無(wú)物體遮擋時(shí)，接收管導(dǎo)通，輸出低電平電壓。當(dāng)發(fā)射管和接收管之間有物體遮擋時(shí)，接收管截止，輸出高電平電壓?？梢岳霉怆婇_(kāi)關(guān)的這種特性來(lái)進(jìn)行零件計(jì)數(shù)等。三、需要的元件和設(shè)備：1.開(kāi)放式傳感器實(shí)驗(yàn)箱；2.直流電機(jī)組件；3.連接線(xiàn)若干；4. 萬(wàn)用表（自備）；5．采集儀（另需采購(gòu)）；6.DRVI軟件（另需采購(gòu)）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖5-1，在試驗(yàn)箱上用連接線(xiàn)搭建好電路，仔細(xì)檢查連線(xiàn)，確保無(wú)誤；圖5－12、接通電源，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出的電壓Vout大小，然后用一厚紙片遮擋在發(fā)射管和接收管之間，測(cè)量輸出的電壓Vout大小，記錄兩次測(cè)量結(jié)果，驗(yàn)證是否遮擋時(shí)候輸出的是低電平，而不遮擋時(shí)候輸?shù)氖歉唠娖剑?、裝上直流電機(jī)套件，使小飛輪遮擋在發(fā)射管和接收管之間。用手輕輕旋轉(zhuǎn)飛輪，測(cè)量輸出的電壓，當(dāng)飛輪上面的小孔通過(guò)光電開(kāi)關(guān)時(shí)，輸出低電平，小孔轉(zhuǎn)過(guò)去后輸出高電平，如果電壓不是這樣變化的，調(diào)節(jié)飛輪的安裝位置；4、打開(kāi)電機(jī)開(kāi)關(guān)，電機(jī)帶動(dòng)小飛輪旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)速度旋鈕，改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。5、將輸出信號(hào)Vout接到信號(hào)輸出的插孔上，通過(guò)BNC接頭，接到采集儀，打開(kāi)電腦的DRVI軟件，觀察Vout波形。（這一步必須配置采集儀和DRVI軟件使用）提示：軟件使用方法參考“傳感器實(shí)驗(yàn)箱DRVI實(shí)驗(yàn)使用說(shuō)明.doc”，里面有這個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程。6、在已知轉(zhuǎn)盤(pán)孔數(shù)的情況下，測(cè)得的傳感器輸出信號(hào)脈沖的頻率，就可以計(jì)算出直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。如小孔孔數(shù)為N，轉(zhuǎn)速為n，脈沖頻率為f，則有：n=f/N。通常，轉(zhuǎn)速的單位是轉(zhuǎn)/分鐘，所以要在上述公式的結(jié)果再乘以60，才能轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，即n=60×f/N。7、接通電源，調(diào)節(jié)PWM進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)量，觀察輸出波形，計(jì)算頻率和周期，轉(zhuǎn)速通過(guò)公式計(jì)算n=n=60×f/N得到結(jié)果。8、關(guān)閉電源，整理實(shí)驗(yàn)儀器，填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)三、鉑電阻溫度傳感器的特性及溫度測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忏K電阻的溫度特性與應(yīng)用，學(xué)會(huì)鉑電阻的電路處理測(cè)量溫度。二、基本原理：金屬鉑電阻的性能十分穩(wěn)定，在－260～＋630℃之間，鉑熱