传感器实验七九.doc

实验七 移相器实验 一、实验目地：了解运算放大器构成的移相电路和它的原理及工作情况。 二、基本原理：图5为移相电路示意图，由移相器电路结构图可求得该电路的闭环增益G(s) 则 当时有： 由正切三角函数半角公式可得： 从上式可以看出，调节电位器将产生相应的相位变化。 三、需用器件与单元：移相器/相敏检波器/低通滤波器模块、音频振荡器、双线（双踪）示波器（自备）、直流稳压电源±15V。 四、实验步骤： 1、了解移相器原理，即通过调节电位器使交流信号产生相位的变化。 2、将音频振荡器的信号引入移相器的输入端（音频信号从插口输出均可），将±15V电源及地线接入移相器模块，合上主控箱电源。 3、将示波器的两根线分别接到移相器的输入和输出端，调整示波器，观察示波器的波形。 4、调节移相器上的电位器，观察两个波形间相位的变化。 5、改变音频振荡器的频率，观察不同频率的最大相移范围。 五、思考题： 1、根据基本原理公式，分析本移相器的工作原理，并解释所观察到的现象。 注意事项：本实验台中音频信号由函数发生器产生，所以通过移相器后波形局部都有些畸变，这不是仪器故障。 正确选择示波器中的“触发”形式，以保证双踪示波器能看到波形的变化。 实验八 相敏检波器实验 一、实验目的：了解相敏检波器的原理及工作情况。 二、基本原理：相敏检波器模块示意图如下所示，图中Vi 为输入信号端，Vo 为输出端，AC为交流参考电压输入端，DC为直流参考电压输入。当有脉冲符号的两个端子为附加观察端。 三、需用器件与单元：移相器/相敏检波器/低通滤波器模块、音频振荡器、双踪示波器（自备）、直流稳压电源±15V、±2V、转速/频率表、数显电压表。 四、旋钮初始位置：转速/频率表置频率档，音频振荡器频率为4KHz 左右，幅度置最小（逆时针到底），直流稳压电源输出置于±2V档。 五、实验步骤： 1、了解移相器/相敏检波器/低通滤波器模块上的符号布局，接入电源±15V及地线。 2、根据如下的电路进行接线，将音频振荡器的信号输出端和移相器及相敏检波器输入端Vi 相接，把示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端Vi 和输出端Vo 组成一个测量线路。 3、将主控台电压选择拨段开关拨至±2V档位，改变参考电压的极性（通过DC端输入+2V或者-2V），观察输入和输出波形的相位和幅值关系。由此可得出结论，当参考电压为正时，输入和输出同相；当参考电压为负时，输入和输出反相。 4、调整好示波器，调整音频振荡器的幅度旋钮，示波器输出电压为峰-峰值4V，通过调节移相器和相敏检波器的电位器，使相敏检波器的输出Vo 为全波整流波形。 六、思考题： 根据实验结果，可以知道相敏检波器的作用是什么？移相器在实验线路中的作用是什么？（即参考端输入波形相位的作用）。 实验九 交流全桥的应用——振动测量实验 一、实验目的：了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。 二、基本原理：对于交流应变信号用交流电桥测量时，桥路输出的波形为一调制波，不能直接显示其应变值，只有通过移相检波和滤波电路后才能得到变化的应变信号，此信号可以从示波器读得。 三、需用器件与单元：音频振荡器、低频振荡器、万用表（自备）、应变式传感器实验模块、移相/相敏检波/低通滤波器模块、振动源模块、示波器（自备）。 四、实验步骤： 1、应变式传感器实验模块上的应变传感器不用，改为转动、振动模块振动梁上的应变片（即振动模块上的应变输出，应变片以按全桥方式连接）。 2、按振动台模块上的应变顺序，用连接线插入应变传感器实验模块上。组成全桥。接线时应注意连接线上每一个插头的意义，对角线的阻值为350Ω左右，若二组对角线阻值均为350Ω，则接法正确。 3、按图接线，接好交流电桥调平衡电路及系统（音频振荡器接Lv输出端接全桥电路一端，另一端接Lv的“地”端），为交流电桥调平衡网络，同时将模块左上方拨段开关拨至“交流”档，检查接线无误后，合上主控箱电源开关，将音频振荡器的频率调节到5KHz左右，幅度调节到10（频率可用数显表Fin监测，幅度可用示波器监测）。将顺时针调节到最大，用示波器观察（如果增益不够大，则）,调节电位器使得示波器显示接近直线（示波器的电压轴为0.1V/div，时间轴为0.1ms/div）。且用手按动圆盘，波形幅值有明显变化。将示波器接入相敏检波的输出端，观察示波器的波形，调节 以及移相器和相敏检波器的旋钮，使示波器显示的波形无高低且最小（参考位置：示波器二栋Y轴为0.1V/div，X轴为0.2ms/div），用手按下振动圆盘（且按住不放），调节移相器与相敏检波器旋钮（前面实验已介绍移相器和相敏检波器原理），使示波器显示的波形有检波趋向，即显示如下波形： 4、将低频振荡器输出接入振动模块低频输入插孔，调节