傳感器检测技术实验指导书(测控).doc

实验一 应变片实验：单臂、半桥、全桥比较 实验目的：了解金属箔式应变片，电桥的工作原理和工作情况，验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。 所需单元和部件：直流稳压电源、主、副电源、双平行梁、应变片、螺旋测微头、电桥、电桥平衡网络、差动放大器、F／V表。 有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±4V档，F／V表打到20V档，差动放大器增益打到最大(最右边)。 主副电源开关顺序：开电源时，先主电源再副电源；关电源时，先副电源再主电源。 注意：接线操作时，电源处于关闭状态。 实验步骤： 1、差动放大器调零（4根线） 用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接；将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi 相连；将差动放大器的地和F/V表的地相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。 2、按照下图接成单臂电桥测试电路（11根线） 图中Rx为应变片，从4个箭头竖直方向的应变片中任意选一个，r及W1为电桥平衡网络。 3、电桥调平衡 把螺旋测微头放置双平行梁悬臂端中心磁柱正上方，两者距离大约5mm,注意不能吸合，双平行梁处于水平位置。选择适当的差动放大器增益（建议最大），F／V表档位选择20V，调旋钮W1使F／V表读数为零，再把F／V表档位选择2V，调旋钮W1，使F／V表读数为零。旋动旋钮W1时不要碰接线以避免线路接触不良。 4、测量读数 向下旋转螺旋测微头（顺时针），使其下端慢慢接触双平行梁悬臂端中心磁柱，随着测微头下端的不断下降，双平行梁悬臂端会被吸住，使梁发生向上弯曲变形，导致F/V表读数不为零（读数的正负取决于接入电路中的应变片的箭头方向，即应变片在梁上贴的位置），继续向下旋转螺旋测微头使F/V读数恢复为零，记住螺旋测微头的刻度位置，旋转测微头，每旋转一周使梁自由端向下移动0.5mm，读一个F/V表读数（旋转时最好不要旋过再向回旋，读数时读绝对值，并注意单位），共读5个数据填入下表。然后向上（逆时针）旋转螺旋测微头，使其脱离双平行梁自由端，关闭主、副电源。 位移（mm） 0.5 1 1.5 2 2.5 电压（mv） 5、半桥电路测量（11根线） 保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与Rx工作状态相反(箭头方向相反)的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥测量电路。接线时，可直接将R3两端插孔中的线直接换至另一应变片。重复步骤3和4，将测量数据填入下表中。 位移（mm） 0.5 1 1.5 2 2.5 电压（mv） 6、全桥电路测量（13根线） 保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片应变片接成一个直流全桥电路，组桥时注意对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反，否则相互抵消没有输出（具体接线时保证+4V或-4V连接的两个应变片的工作状态即箭头方向相反即可）。与前面两种测量电路相比多两根线：一是把替换R1和R2的两应变片串联起来，二是把r接入电路当中。重复步骤3和4，将测量数据填入下表中。 位移（mm） 0.5 1 1.5 2 2.5 电压（mv） 7、数据分析 在同一坐标纸上描出X-V曲线，比较三种测量电路的灵敏度。 注意事项： 差动放大器调零后，在接线和测试过程中不能再旋动调零旋钮。 在接测试电路时应将电源关闭，确保接线无误后再开电源。 开电源前先把F/V表打到20V，读数时把F/V表打到2V。 在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。 实验过程中避免使梁发生过大变形，否则会使应变片失效。 在用三种电桥测试电路进行测量时应选用相同的差动放大器增益。 接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向。 测量后，及时将螺旋测微头旋开使双平行梁处于平衡状态。 拆除接线时避免用力过大，注意保护实验仪器。实验二 磁电式传感器的性能 实验目的：了解磁电式传器的原理及性能 所需单元及部件：差动放大器、激振器（低频振荡器与激振线圈）、低通滤波器、示波器（双线数字示波器）、磁电传感器、振动平台、主、副电源。 有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮置于中间偏右位置，低频振荡器的幅度旋钮置于适中位置。 实验步骤： 差动放大器调零。（如果前面实验已经调零并且调零旋钮未动，此步可以省略，如 果此前没调零，请参照实验一的步骤1进行差放调零。） 接好激振线路（2根线）：把低频振荡器和左边一个激振线圈连接起来，低频振荡器 的地接线圈下端，低频振荡器电压输出接线圈上端。 观察磁电式传感器的结构，根据下图的电路结构，将磁电式传感器，差动放大器， 低通滤波器，双线示波器连接起来，组成一个测量线路，开