现代(传感器)检测技术实验123456..docVIP

现代(传感器)检测技术实验 实验指导书 目 录 THSRZ-2型传感器系统综合实验装置 简介 2、 实验一 金属箔式应变片——电子秤实验 3、 实验二 交流全桥振幅测量实验 光电传感器转速测量实验 6、 实验五 E型热电偶测温实验 7、 实验六 E型热电偶冷端温度补偿实验 西安交通大学自动化系 2008.11 THSRZ-2型传感器系统综合实验装置 简介 一、概述 “THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。 实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。 主控台 信号发生器：1k～10kHz?音频信号，Vp-p=0～17V连续可调； 1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能； 四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能?； 恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；? 数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级； 数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能； 频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm； 计时器：0～9999s，精确到0.1s； 高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。 检测源 加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C； 转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm； 振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。 各种传感器 包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。包括扭矩传感器超声位移传感器PSD位移传感器CCD电荷耦合光栅传感器14位A/D转换，A/D采样速率最大400kHz。 上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集实验数据，对数据进行动态或静态处理和分析，双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器功能。 实验一 金属箔式应变片——电子秤实验 一、实验目的： 了解金属箔式应变片的应变效应，直流全桥工作原理和性能，了解电路的定标。 二、实验仪器： 应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电备） （1-1） 式中 为电阻丝电阻相对变化； 为应变灵敏系数； 为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。如图1-1所示，将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。 图1-1 双孔悬臂梁式称重传感器结构图 图1-2 全桥面板接线图 全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如图3-1，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出 Uo= （3-1） 式中为电桥电源电压。 为电阻丝电阻相对变化； 式3-1表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。 电子称实验原理同全桥测量原理，通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数使电路输出电压值为重量的对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成一台比较原始的电子称。 四、实验内容与步骤 1．应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。 2．差动放大器调零。从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档）。将电位器Rw3调到增益最大位置（顺时针转到底），调节电位器Rw4使电压表显示为0V。关闭主控台电源。（Rw3、Rw4的位置确定后不能改动） 3．按图1-2接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两对应变片分别接入电桥的邻边。 4．将10只砝码置于传感器的托盘上，调节电位器Rw3（满量程时的增益），使数显电压表显示为0.200V（2V档测量）。 5．拿去托盘上所有砝码，观察数显电压表是否显示为0.000V，若不为零，再次将差动放