傳感器技术测试技术实验指导书201201版.doc

《测试技术》 实验指导书 蒋 平 南京工程学院 二○一二年一月 目 录 实验1 测试装置的特性实验 1 实验1—1 指针式电表的静、动态特性 1 实验1—2 电阻应变仪的静、动态特性 4 实验2 电桥和差特性实验 7 实验3 信号分析实验 11 实验3—1 基于信号分析工具箱的信号分析实验 12 实验3—2 基于虚拟仪器的信号分析实验 15 实验4 三向振动台的计算机辅助测试实验 17 实 验 报 告 1 实验1 测试装置的特性实验 1 实验2 电桥和差特性实验 3 实验3 信号分析实验 5 实验4 三向振动台的计算机辅助测试实验 6 实验1 测试装置的特性实验 实验1—1 指针式电表的静、动态特性 一、实验目的 1、熟悉测试装置静态特性(灵敏度、线性度、滞后度)和动态特性（幅频特性、相频特性)； 2、掌握测试装置特性的简易测定方法。 二、仪器 1. 指针式直流电压表(或具有直流电压测试档的指针式万用表)； 2. 函数信号发生器； 3. 可调直流电源； 4. 一号电池及连接导线等。 三、实验原理 指针式直流电压表(或指针式万用表用直流电压测试档)是一种电压测试指示装置，指针在指示标盘的不同位置(即指针的不同转角)反映了被测量(输入电压或经传感器转换成电压的其它非电物理量)的大小及其变化情况。它的静态特性： 灵敏度S即为输入电压与指针在标盘指示值(指针转角)的比值 S=△L/△V=L/V(格／伏)。 线性度L计算的参考直线(用两点法)即为全量程输入时指针指示值在输入——输出(指针示值)曲线图上的斜率线。找出此斜率线与输入——输出曲线间的最大偏差值Δmax，即可求得该指针式电压表的线性度δL， Ymax和Ymin为输出的最大值和最小值。 滞后度可通过输入递增至全量程后再递减两过程中指针示值所示两输入——输出曲线间最大差值。求得。 其幅频特性可用指针示值随不同频率(输入电压)变化关系曲线来描述。 四、实验步骤 1. 熟悉各实验仪器的使用方法与操作要领。 2. 灵敏度，线性度，滞后度测定。 ①按直流电压表量程(或指针式万用表某直流电压测试档量程)，选择直流电源调压范围，使两者基本一致。 ②连接可调直流电源与直流电压表，并使其处于待工作状态。 ③按所选可调直流电源满量程电压的1／10为步进值逐一供给直流电压表，读出电压表指针指示值(格)记入表1。重复进行三次。 ④计算出上述表内三次数值的平均值，并根据灵敏度S，线性度δL，滞后度的定义和计算公式分别求出上述工况下的指针式电压表(或指针式万用表作直流电压表)的静态特性参数值。 3. 幅频特性的测定 ①选择直流电压表(或指针式万用表直流电压档)满量程为2.5V的档位 ②连接直流电压表(或指针式万用表)和低频信号发生器。并在其间串连一节1.5伏的电池后使电压表处于工作状态。 ③保持低频信号发生器输出电压为1伏。并以1、1.3、1.5、l.7、2、5、20Hz的输出信号给直流电压表。读出电压表指针相应的来回摆动范围指示值(格)，并记入表2。重复进行三次。 ④计算表2内三次数值的平均值。把频率作为横坐标，相应的指针示值摆动范围作为纵坐标。画出输出幅值(指针摆动范围示值)一一频率关系曲线，此曲线即为指针式电压表(指针式万用表作直流电压表)的幅频特性。 五、讨论 1. 用两点法所画直线作为线性度参考直线有何优缺点? 2. 可否用输入增、减过程中任一相同输入量时输出幅值的差值作为滞后度的计算依据？为什么？ 测直流电压表幅频特性时为何要串接一节电池？ 指针式电表的静、动态特性实验数据表 表1 1/10 2/10 3/10 4/10 5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 10/10 1 2 3 平均值 表2 1Hz 1.3Hz 1.5Hz 1.7Hz 2Hz 5Hz 20Hz 1 2 3 平均（v） 实验1—2 电阻应变仪的静、动态特性 一、实验目的 1. 了解电阻应变仪的基本结构和使用方法。 2. 熟悉测试装置静、动态特性(灵敏度、线性度、滞后度、幅频特性)及其简易测定方法。 二、仪器 1. 动态电阻应变仪。 2. 等强度梁(或应力环)及加载装置(如砝码)。 3. 信号发生器、功率放大器、激振器。 4. 毫安表(或万用表)。 三、实验原理 动态电阻应变仪是利用由应变片组成的电桥电