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傳感器技术-实验指导书
《传感器技术实验》
实 验 指 导 书
庄肖波 编 写
适用专业:测控技术与仪器
江苏科技大学电子信息学院
2009年9月
前 言
《传感器技术》课程,在高等理工科院校测控技术与仪器类各专业的教学计划中,是一门重要的专业基础课,而《传感器技术实验》课程是完成本课程教学的重要环节。其主要任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的理解,掌握常用传感器的工作原理和使用方法,提高学生的动手能力和学习兴趣。其目的是使学生掌握非电量检测的基本方法和选用传感器的原则,熟悉各种传感器与检测技术的关系,以及各类在工程中的实际应用,拓宽学生的知识领域,锻炼学生的实践技能,培养学生独立处理问题和解决问题的能力,培养学生科学的工作作风。本实验开设实验总学时数:16,开设实验总个数: 8 个,课内选做2个。实验内容有:金属箔式应变计性能——应变电桥、双孔应变传感器——称重实验、温度传感器——热电偶测温实验、温度传感器——铂热电阻、电感式传感器——差动变压器性能、电感传感器——差动螺管式传感器位移测量、霍尔式传感器——直流激励特性、电容式传感器性能等。其中双孔应变传感器——称重实验、电感传感器——差动螺管式传感器位移测量为综合性实验。课内选做实验有:差动变压器的应用——电子秤、电涡流传感器——静态标定。其他仪器与仪表专业也选择其中的2个或3个较为典型的传感器实验作为课内实验。
目 录
实验一 金属箔式应变计性能——应变电桥 3
实验二 双孔应变传感器——称重实验 6
实验三 温度传感器——热电偶测温实验 8
实验四 温度传感器——铂热电阻 11
实验五 电感式传感器——差动变压器性能 13
实验六 电感传感器——差动螺管式传感器位移测量 15
实验七 霍尔式传感器——直流激励特性 17
实验八 电容式传感器性能 19
实验九 差动变压器的应用——电子秤 21
实验十 电涡流传感器——静态标定 23
附录A 实验仪器简介 25
附录B 实验操作须知 27
实验一:金属箔式应变计性能——应变电桥
实验学时:2
实验类型:(验证)
实验要求:(必修)
一、实验目的
1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。
2、测试应变梁变形的应变输出。
3、比较各桥路间的输出关系。
二、实验内容
本实验主要了解和掌握箔式应变片及直流电桥的原理和工作情况。
三、实验原理、方法和手段
应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路,转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种,当电桥平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中,电阻的相对变化率分别为△R1/ R1、△R2/ R2、△R3/ R3、△R4/ R4 ,当使用一个应变片时,;当二个应变片组成差动状态工作,则有;用四个应变片组成二个差动对工作,且R1= R2= R3= R4=R,。
四、实验组织运行要求
本实验采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
直流稳压电源+4V、公共电路模块(一){公共电路模块}、贴于主机工作台悬臂梁上的箔式应变计、螺旋测微仪、数字电压表。
六、实验步骤
1、连接主机与模块电路电源连接线,差动放大器增益置于最大位置(顺时针方向旋到底),差动放大器“+”“—”输入端对地用实验线短路。输出端接电压表2V档。开启主机电源,用调零电位器调整差动放大器输出电压为零,然后拔掉实验线,调零后模块上的“增益、调零”电位器均不应再变动。
(图1)
2、观察贴于悬臂梁根部的应变计的位置与方向,按图(1)将所需实验部件连接成测试桥路,图中R1、R2、R3分别为固定标准电阻,R为应变计(可任选上梁或下梁中的一个工作片),图中每两个节之间可理解为一根实验连接线,注意连接方式,勿使直流激励电源短路。
将螺旋测微仪装于应变悬臂梁前端永久磁钢上,并调节测微仪使悬臂梁基本处于水平位置。
3、确认接线无误后开启主机,并预热数分钟,使电路工作趋于稳定。调节模块上的WD电位器,使桥路输出为零。
4、用螺旋测微仪带动悬臂梁分别向上和向下位移各5mm ,每位移1mm记录一个输出电压值,并记入下表:
位移mm 电压V 根据表中所测数据在坐标图上做出V—X曲线,计算灵敏度S: S=
七、思考题
比较各桥路间的输出关系。
八、实验报告
实验报告簿应事先准备好,用来做预习报告、实验记录和实验报告,要求这三个过程在一个实验报告中完成。
九、
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