傳感器实验指导书2.doc

《传感器检测技术》 实 验 指 导 书 适用专业：电子信息工程 电子科学与技术 电气工程及其自动化 撰写人：张春光 审核人：赵守忠 安徽三联学院 信息与通信技术系 目 录 实验一 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验…3 单臂电桥性能实验 半桥性能实验 全桥性能实验 （四）金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较………………7 实验三 电容式传感器的位移特性实验…………………9 实验四 差动变压器的位移特性实验……………………11 实验五 直流激励时霍尔式传感器位移特性实验………14 实验六 光纤传感器的位移特性实验……………………16 实验七 光电式传感器测速电路实验……………………18 实验八 磁电式传感器测速电路实验……………………21 实验九 温度传感器温度特性实验………………………23 PN 结温度传感器温度特性实验负温热敏电阻温度特性实验集成温度传感器 LM35 温度特性实验金属箔式应变片实验模块实验目的了解金属箔式应变片单臂电桥的工作原理和工作状况比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点了解全桥测量电路的优点比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。原理金属箔式应变片传感器是利用金属丝在外力作用下产生应变效应的原理制成的一种传感器。我们知道电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值会发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：?R/R=K? 式中?R/R 为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，?（??/?）为电阻丝长度相对变化量，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态的变化、电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态1 号金属箔式应变片传感器实验模块（K1、K2、K3 的状态分别为 OFF、ON、ON）、14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、砝码 200g（100g 一只，50g 两只）、±12V电源、±5V 电源、0-2V 数显表1 号金属箔式应变片传感器实验模块、14 号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、砝码 200g、±12V 电源、±5V 电源、0-2V 数显表。1 号金属箔式应变片传感器实验模块、14 号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、砝码 200g、±12V 电源、±5V 电源、0-2V 数显表实验步骤 (一)单臂电桥性能实验1、将实验箱上电源供给区+5V、-5V 输出孔接至 1 号应变片模块的+4V、-4V 孔。2、将 14 号模块接入±15V 电源（从实验箱电源供给区+12V、-12V 接入），检查无误后，打开实验箱电源开关，实验模块±15V 指示灯应亮，断开电源3、1 号模块的+VIN、-VIN 分别和 14 模块的 VIN+、VIN-相连，14 号模块的 VO2、GND 分别与实验箱电压数显表的 IN、GND 相连。W3 和 W4 为增益调节旋钮，W5 和 W6 为调零旋钮，调节电位器 W5 和 W6，使数显表显示为零（若调不到零，请微量调节 W3、W4）W3、W4、W5、W6 的位置一旦确定，就不能改变。一直到做完实验为止。具体连线见图 4、在秤盘上放一只 50g 砝码，读取数显表数值，按表依次增加砝码，读取相应的值，直到 200g 砝码加完。记下实验结果填入表，关闭电源5、根据表 1-1 计算系统灵敏度 S＝?U/?W(?U 输出电压变化量，?W 重量变化量)。半桥性能实验不同受力方向的两只应变片如图 1 -1 中 R1 和 R2 或 R3 和 R4 接入电桥作为邻边电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压 U 02＝EK?/2。 实验步骤同单臂电桥实验（应变片为受力状态不同的两只，内部已连好），K1、K2、K3、的状态分别为 ON、ON、OFF。将实验数据记入表，计算灵敏度 S 2＝?U/?W。全桥性能实验实验步骤同单臂电桥实验，K1、K2、K3 的状态分别为 ON、OFF、OFF。将实验数据填入表 1-3，最后进行灵敏度计算四）金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较根据实验一、二、三中所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线性度，从理论上进行分析比较。阐述理由（注意：实验一、二、三中的放大增益必须相同）。思考题单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片 （2）负（受压）应变片 （3）正、负应变片均可以半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。2、 桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在