傳感器_实验指导书.doc

目 录 使 用 说 明 1 实验一 电阻应变式传感器位移测量、温度补偿和性能比较 4 实验二 差动变压器的标定和振动测量 1 实验三 热电式传感器――热电偶 2 使 用 说 明 CSY系列(CSY.CSY10.CSY10A.CSY10B)传感器系统实验仪是用于检测仪表类课程教学实验的多功能教学仪器。其特点是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体，可以组成一个完整的测试系统。通过实验指导书所提供的数十种实验举例，能完成包含光、磁、电、温度、位移、振动、转速等内容的测试实验。通过这些实验，实验者可对各种不同的传感器及测量电路原理和组成有直观的感性认识，并可在本仪器上举一反三开发出新的实验内容。 实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。各款实验仪的传感器配置及布局是：(具体布局详见各款仪器工作台布局图) 位于仪器顶部的实验工作台部分， 左边前方是一副平行式悬臂梁，上梁的上表面装有应变式、热敏式、P-N结温度式、热电式和压电加速度五种传感器。平行梁上梁的上表面和下梁的下表面对应地贴有半导体式应变片，灵敏系数130。受力工作片分别用符号 和 表示。 左边后方是一个双孔悬臂梁称重传感器：称重范围0~500g，精度1%。双孔称重传感器上下两面圆孔薄臂处贴有四片金属箔式应变片，用符号 和 表示。中间厚臂处上下两片为温度补偿片，用符号 和 表示。 两种应变计实验线路与实验指导书中箔式应变计和半导体应变计的接线方法一致，可以分别进行单臂、半桥和全桥的交、直流信号激励实验。位移和称重实验均可采用在承重圆盘上增减砝码的办法。 为进行温度实验，左边悬臂梁之间装有电加热器一组，加热电源取自15V直流电源，打开加热开关即能加热，加热器开关向上打开时可给平行悬臂梁上布局的温度传感器和半导体应变计加热，向下扳动时则给双孔称重传感器加热，工作时能获得高于温度30℃左右的升温，达到热平衡的时间随环境温度高低而不同。 实验工作台右边是由装于机内的另一副平行梁带动的圆盘式工作台。圆盘周围一圈安装有（依逆时针方向）电感式（差动变压器）、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器。测微头（振动平台测微仪）装在右边的支架上。 两副平行式悬臂梁顶端均装有置于激振线圈内的永久磁钢，右边圆盘式工作台由“激振I”带动，左边平行式悬臂梁由“激振II”带动。 以上传感器以及加热器、激振线圈的引线端均位于仪器下部面板最上端一排。 二、信号及仪表显示部分：位于仪器上部面板 直流稳压电源：±15V，提供仪器电路工作电源和温度实验时的加热电源，最大输出1.5A。±2V~±10V，档距2V，分五档输出，提供直流信号源，最大输出电流1.5A。 电机控制及加热器：测速电机所用的是直流稳压电源2~10V的负电源，电机不用时开关应置于“关”的位置，否则负电源会没有输出。加热器选择开关平时置中。 数字式电压/频率表：3 位显示，分2V、20V、2KHz、20KHz四档，灵敏度≥50mV，频率显示5Hz~20KHz。 数字式温度计：K分度热电偶测温，精度±1℃。 音频振荡器：0.4KHz~10KHz输出连续可调，Vp-p值20V，180°、0°为反相输出，Lv端最大功率输出1.5A。 低频振荡器：1~30Hz输出连续可调，Vp-p值20V，最大输出电流1.5A，Vi端插口可提供用作电流放大器。“转换”开关扳向“Vi”时，“低频振荡器”中的功放电路可作电流放大器之用，外接信号输入端为“Vi”，输出为“Vo”。转换开关平时请倒向左边。 三、处理电路：位于仪器下部面板 电桥：用于组成应变电桥，面板上虚线所示电阻为虚设，仅为组桥提供插座。R1、R2、R3为350Ω标准电阻，WD为直流调节电位器，WA为交流调节电位器。 差动放大器：增益可调直流放大器，可接成同相、反相、差动结构，增益1-100倍。 光电变换器：提供光纤传感器红外发射、接收、稳幅、变换，输出模拟信号电压与频率变换方波信号。四芯航空插座上装有光电转换装置和两根多模光纤（一根接收，一根发射）组成的光强型光纤传感器。 电容变换器：由高频振荡、放大和双T电桥组成。 移相器：允许输入电压20Vp-p，移相范围±40°（随频率不同有所变化）。 相敏检波器：集成运放极性反转电路构成，所需最小参考电压0.5Vp-p，允许最大输入电压≦20Vp-p。 电荷放大器：电容反馈式放大器，用于放大压电加速度传感器输出的电荷信号。 电压放大器：增益5倍的高阻放大器。 涡流变换器：变频式调幅变换电路，传感器线圈是三点式振荡电路中的一个元件。 温度变换器（信号变换器）：根据输入端热敏电阻值、光敏电阻及P-N结温度传感器信号变化输出电压信号相应变化的变换电路。 低通滤波器：由50Hz陷波器