《传感器实验指南.doc

前言 金属箔式应变片 实验1金属箔式应变片：直流单臂、半桥、全桥比较 实验2金属箔式应变片：交流全桥 附：信号获取电路及电阻应变仪 差动变压器式电感传感器 实验3差动变压器性能测试 实验4差动变压器零点残余电压的补偿 实验5差动变压器的标定及应用应用例（1）、（2） 电涡流式传感器 实验6电涡流式传感器的静态标定 实验7被测体材料对电涡流传感器特性影响 霍尔式传感器 实验8霍尔传感器的直流激励特性 实验9霍尔传感器的交流激励特性 压电式传感器 实验10压电传感器的动态响应实验 实验11压电传感器引线电容对电压放大器的影响、电荷发大器 电容式传感器 实验12差动变面积电容式传感器的静态及动态特性 光电式传感器 实验13 光纤位移传感器的静态测量 实验14 光纤位移传感器的动态测量一 实验15 光纤位移传感器的动态测量二 半导体式传感器 实验16扩散硅压阻式压力传感器实验 实验17PN结温度传感器测温实验 实验18热敏电阻演示实验 实验19 气敏传感器实验 实验20湿敏传感器实验 综合性传感器应用实验 实验21光敏电阻应用实验 实验22光电传感器应用实验 实验23集成霍尔传感器应用实验 实验24气敏传感器应用实验 传感器原理与应用试验指南 前言 《传感器实验指导》是针对测量与控制专业、电子仪器专业、应用电子技术专业、自动控制专业、机械自动化、机电工程、计算机技术应用与信息通信技术类等专业开设的“传感器检测技术”、“传感器原理及工程应用”等课程编写的一本实验教材。 为加强对学生实践能力的培养，使同学更好的理解实验原理，了解实验内容，并对实验过程和结果有所思考，本教材对传感器的基本工作原理进行了简要概述，并详细给出实验主要内容及要求和步骤。实验不涉及太多的先进测量技术，而是着眼于理解最基本的测量原理，通过学习使学生建立扎实的学科基础。为培养学生的独立思考和工作能力。大部分实验中要求实验者拟定实际使用方案，有思考题让同学讨论。 实验教材的实验一至实验十七是针对浙江大学设计研制的CSY--传感器系统实验仪编写，仪器配用一台双踪示波器可以进行多项实验内容；实验十八至实验二十一是作者自行设计的综合性应用实验，实验中给定器件后同学可以根据实验要求自己动手设计、安装、调试，是一种实践性、综合性较强的实验方式。大部分实验内容与电子测量技术相结合，实验与实验之间既有学科联系，又互相独立，同时具有一定的系统性。 为满足传感器课程多内容、多专业、多层次的要求，实验讲义对2000年所编写的《传感器实验指南》进行了全面的修改，减少了验证性实验增加了综合应用性实验，在传统的电阻应变式、电感式、磁电式传感器基础上，增添了大量的光电式、半导体式等新型传感器。这些实验对于培养学生解决实际问题和设计能力可起到抛砖引玉的作用。 《传感器实验指导》教材共分七个主要内容，共有二十多个实验，其主要实验项目包括：金属箔式应变片；差动变压器式电感传感器；电涡流式传感器；霍尔式传感器；光电式传感器；半导体式传感器；综合性应用设计实验。在编写过程中，参考了浙江大学CSY型传感器系统实验仪部分实验内容。 编 者 吴建平 2003年5月于成都理工大学 金属箔式应变片 实验1金属箔式应变片：直流单臂、半桥、全桥比较 日常生活中，我们常说“用力！”，力这个物理量既无法直接观察，也无法直接测量。力的测量原理是将力转换为其它物理量后再进行测量。 导体和半导体在外界力作用下产生机械形变时，其阻值也发生变化，这种现象称为金属“电阻应变效应”或半导体“压阻效应”。根据应变效应将应变片粘贴在被测材料上，当被测材料受到外力作用产生形变时将这种变化传递到应变片，并使阻值发生变化。 应变式传感器包括两个主要部分：一是弹性敏感元件，利用它把被测的物理量（如力矩、扭矩、压力、加速度等）转化为弹性体的应变值；另一个是应变片，作为传感元件将应变转换为电阻值的变化。 金属电阻应变片常见的形式有金属丝式、箔式、薄膜式。金属箔式应变片的线栅由很薄的金属箔片制成，箔片厚度在0.003-0.01mm，箔片材料为康铜、镍铬合金。箔式应变片的优点是表面积与截面积之比大，散热较好。 实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能，比较它们的测量结果。 实验所需单元：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V(频率/电压)表。 实验注意事项： 电桥上端虚线所示的四个电阻实际并不存在。 在更换应变片时应关闭电源。 实验过程中如发现电压表过载，应将量程扩大。 接入全桥时，请注意区别各应变片的工作状态，桥路原则是：对臂同性，邻臂异性。 直流电源不可随意加大，以免损坏应变片。 实验步骤： 直流电源旋在±2V档。F/V表置于2V，差动放大器增益打到最大。 观察梁上的应变片，转动测微头，使梁处于水平位置（目测），接