傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

1、傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、制定本大綱的依據(jù)根據(jù)級(jí)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃和傳感技術(shù)課程教學(xué)大綱制定本實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。二、本實(shí)驗(yàn)課程的具體安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置及學(xué)時(shí)分配序?qū)嶒?yàn)實(shí) 驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)每 組實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱內(nèi)容簡(jiǎn)介（字左右）要求類型類別人數(shù)號(hào)學(xué)時(shí)箔 式 應(yīng) 變 片 性熟悉和掌握金屬箔式應(yīng)變片的單臂電橋、 板橋、全橋工作原理和特性；能 特 性 及 應(yīng) 用必修驗(yàn)證專業(yè)比較單臂電橋、板橋、全橋輸出的靈實(shí)驗(yàn)敏度和非線性度電 感 傳 感 器 實(shí)驗(yàn)證差動(dòng)變壓器、電渦流傳感器必修驗(yàn)證專業(yè)驗(yàn)的基本特性和應(yīng)用電 容 式 傳 感 器熟悉和掌握電容式傳感器的工作必修綜合專業(yè)特性實(shí)驗(yàn)原理和驗(yàn)證其特性磁 電 式 傳 感 器熟

2、悉和掌握磁電式傳感器的工作原理必修驗(yàn)證專業(yè)特性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證其特性壓 電 加 速 度 式熟悉和掌握壓電式傳感器的工作原理必修綜合專業(yè)傳感器實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證其特性三、本實(shí)驗(yàn)課在該課程體系中的地位與作用傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)是傳感技術(shù)課程的重要組成部分，屬于學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)范疇。作為與相關(guān)教學(xué)內(nèi)容配合的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)在傳感技術(shù)理論課教學(xué)過(guò)程中開(kāi)設(shè)。學(xué)生應(yīng)具有大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、電路電子、誤差理論、自控理論的基礎(chǔ)知識(shí)。四、學(xué)生應(yīng)達(dá)到的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc標(biāo)準(zhǔn)電阻應(yīng)變式、電感式、電容式、磁電式和壓電式傳感器是傳感技術(shù)課程中最基礎(chǔ)、最重要的傳感器類型，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)更加深刻得掌握傳感器的原理、了解傳感器的性能、增強(qiáng)傳感器的應(yīng)用能力

3、。五、講授實(shí)驗(yàn)的基本理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)知識(shí)實(shí)驗(yàn)一箔式應(yīng)變片性能特性及應(yīng)用實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容應(yīng)變片是最常用的測(cè)力傳感元件。 當(dāng)用應(yīng)變片測(cè)式時(shí)， 應(yīng)變片要牢固地粘貼在測(cè)試體表面，當(dāng)測(cè)件受力發(fā)生變化，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)測(cè)量電路，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出顯示。電橋電路是最常用的非電量電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時(shí)，橋路對(duì)臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個(gè)電阻、中，電阻的相對(duì)變化率分別為、, 當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，1 / 4R；當(dāng)二個(gè)應(yīng) 變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作時(shí)，則有R2 R ；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工RR作時(shí)，且 , 則有R4 R 。由此可知，單臂、半橋、全橋電路的靈

4、敏度依次增大。R. 實(shí)驗(yàn)的基本要求（）觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方法。（）掌握應(yīng)變片的輸出特性及各橋路間的輸出關(guān)系。（）掌握溫度變化對(duì)應(yīng)變片測(cè)試系統(tǒng)的影響及補(bǔ)償方法。（）了解箔式應(yīng)變片的應(yīng)用。. 實(shí)驗(yàn)的基本儀器設(shè)備和耗材直流穩(wěn)壓電源（檔） 、電橋、差動(dòng)放大器、箔式應(yīng)變片、測(cè)微頭、電壓表、計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)二電感傳感器實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容差動(dòng)變壓器由銜鐵、初級(jí)線圈、 次級(jí)線圈和線圈骨架等組成。初級(jí)線圈做為差動(dòng)變壓器激勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接而成，相當(dāng)于變壓器的副邊。差動(dòng)變壓器是開(kāi)磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的。由于制造工藝等原因，使差動(dòng)變壓器存在零

5、點(diǎn)殘余電壓，這樣就會(huì)造成差動(dòng)變壓器零點(diǎn)附近的不靈敏區(qū)。此電壓經(jīng)過(guò)放大器會(huì)使放大器末級(jí)趨相飽和，影響電路正常工作，因此必須采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行補(bǔ)償。零殘電壓主要包含兩種波形：. 基波分量。 . 高次諧波。減少零殘電壓的方法有：.從設(shè)計(jì)和工藝制做上盡量保證線路和磁路的對(duì)稱；. 采用相敏檢波電路；. 選用補(bǔ)償電路。. 實(shí)驗(yàn)的基本要求（）了解差動(dòng)變壓器和差動(dòng)螺管式傳感器結(jié)構(gòu)及原理。（）掌握差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償方法。（）掌握電感式傳感器系統(tǒng)的組成和標(biāo)定方法。（）了解電感式傳感器的實(shí)際應(yīng)用。. 實(shí)驗(yàn)的基本儀器設(shè)備和耗材差動(dòng)變壓器、差動(dòng)放大器、電橋、音頻振蕩器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、

6、測(cè)微頭、示波器、計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)三電容式傳感器特性實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容電容式傳感器有多種形式，本儀器中是差動(dòng)變面積式。傳感器有兩組定片和一組動(dòng)片組成。當(dāng)安裝于差動(dòng)臺(tái)上的動(dòng)片上、下改變位置，與兩組靜片之間的重疊面積發(fā)生變化，極間電容也發(fā)生相2 / 4應(yīng)變化，成為差動(dòng)電容。如將上層定片與動(dòng)片形成的電容定為，下層定片與動(dòng)片形成的電容定為，當(dāng)和接入橋路作為相鄰兩臂時(shí)，橋路的輸出電壓與電容量的變化有關(guān)，即與振動(dòng)臺(tái)的位移有關(guān)。. 實(shí)驗(yàn)的基本要求（）熟悉和掌握電容式傳感器的工作原理（）電容式傳感器的驗(yàn)證其特性（）掌握電容式傳感器的測(cè)量方法。. 實(shí)驗(yàn)的基本儀器設(shè)備和耗材電容傳感器、電容變換器、差動(dòng)放大器、低通濾

7、波器、低頻振蕩器、測(cè)微頭、計(jì)算機(jī)、示波器實(shí)驗(yàn)四磁電式傳感器特性實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容磁電式傳感器是一種能將非電量的變化轉(zhuǎn)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的傳感器，所以也稱為感應(yīng)式傳感器。根據(jù)電磁感應(yīng)定律， 匝線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小決定于穿過(guò)線圈的磁通 的變化率： d儀器dt中的磁電式傳感器由動(dòng)鐵與感應(yīng)線圈組成, 永久磁鋼做成的動(dòng)鐵產(chǎn)生恒定的直流磁場(chǎng), 當(dāng)動(dòng)鐵與線圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí), 線圈與磁場(chǎng)中的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì), 與磁通變化率成正比, 是一種動(dòng)態(tài)傳感器。. 實(shí)驗(yàn)的基本要求（）熟悉和掌握磁電式傳感器的工作原理（）磁電式傳感器的驗(yàn)證其特性（）掌握磁電式傳感器的測(cè)量方法. 實(shí)驗(yàn)的基本儀器設(shè)備和耗材磁電式傳感器、低頻

8、振蕩器、激振器、渦流式傳感器、渦流變換器、差動(dòng)放大器、示波器。實(shí)驗(yàn)五壓電加速度式傳感器實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器（發(fā)電型傳感器）。壓電傳感元件是力敏感元件，在壓力、應(yīng)力、加速度等外力作用下，在電介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷，從而實(shí)現(xiàn)非電量的電測(cè)。（）古生物化石代表的地質(zhì)時(shí)代。. 實(shí)驗(yàn)的基本要求（）熟悉和掌握壓電式傳感器的工作原理（）壓電式傳感器的驗(yàn)證其特性（）掌握壓電式傳感器的測(cè)量方法3 / 4（）了解壓電加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。. 實(shí)驗(yàn)的基本儀器設(shè)備和耗材壓電式傳感器、電荷放大器（電壓放大器）、低頻振蕩器、激振器、電壓頻率表、示波器。六、實(shí)驗(yàn)的考核與成績(jī)?cè)u(píng)定以實(shí)驗(yàn)報(bào)告和學(xué)生實(shí)際操作能力為主，參考提問(wèn)和出勤情況等，綜合評(píng)定