传感器实验讲义研讨.doc

传 感 器 实 验 讲 义 江西师范大学物理与通信电子学院 2007-3-5 目 录 第一章 产品说明 第二章 实验指导 一、金属箔式应变片性能—单臂电桥 二、金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较 三、相敏检波器实验 四、交流全桥的应用—电子秤 五、差动变压器（互感式）的性能 六、电涡流传感器的静态标定 七、电涡流传感器的应用—振幅测量 八、霍尔式传感器的直流激励特性 九、霍尔传感器的应用—电子秤 十、压电传感器的动态响应实验 十一、光纤位移传感器静态实验 十二、光电开关的转速测量实验 第一章 产品说明 一、CSY传感器实验仪简介（CSY-910、910A、998A、998A+、998B、998B+等六种型号） 实验仪主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。 传感器安装台部分：装有双平行振动梁（应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢）、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头、小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台（圆盘）测微头及支架、振动圆盘（圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感的可动芯子）、半导体扩散硅压阻式差压传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒，热释电传感器、光电开关、硅光电池、光敏电阻元件安装盒，具体安装部位参看附录三。 显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源（±2V - ±10V分5档调节）、F/V数字显示表（可作为电压表和频率表）、（5mV-500mV)、音频振荡器、低频振荡器、±15V不可调稳压电源。 实验主面板上传感器符号单元：所有传感器（包括激振线圈）的引线都从内部引到这个单元上的相应符号中，实验时传感器的输出信号（包括激振线圈引入低频激振器信号）按符号从这个单元插孔引线。 处理电路单元：电桥单元、差动放大器、电容变换放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器等单元组成。 二、主要技术参数、性能及说明 （一）传感器安装台部分： 双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢，通过各自测微头或激振线圈,接入低频激振器V0可做静态或动态测量。 应变梁：应变梁采用不锈钢片，双梁结构端部有较好的线性位移。(或采用标准双孔悬臂梁传感器应变梁) 1．差动变压器（电感式） 量程：≥5mm 直流电阻：5Ω-10Ω由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体。 2．电涡流位移传感器 量程：≥1mm 直流电阻：1Ω-2Ω 多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。 3．霍尔式传感器 量程：±≥2mm 直流电阻：激励源端口800Ω-1.5KΩ；输出端口300Ω-500Ω 日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片，它置于环形磁钢构成的梯度磁场中。 4．热电偶 直流电阻：10Ω左右 由两个铜一康铜热电偶串接而成，分度号为T，冷端温度为环境温度。 5．电容式传感器 量程：±≥2mm 由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容。 6．热敏电阻 半导体热敏电阻NTC：温度系数为负，25℃时为10KΩ。 7．光纤传感器 由多模光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器，线性范围≥2mm。 红外线发射、接收、直流电阻：500Ω-2.5kΩ 2×60股Y形、半圆分布。 8．半导体扩散硅压阻式压力传感器 量程：10Kpa（差压） 供电：≤6V 美国摩托罗拉公司生产的MPX型压阻式差压传感器。 9、压电加速度计 PZT-5压电晶片和铜质量块构成。谐振频率：≥10KHZ，电荷灵敏度：q≥20pc/g。 10．应变式传感器 箔式应变片电阻值：350Ω、应变系数：2，平行梁上梁的上表面和下梁的下表面对应地贴有4片应变片，受力工作片分别用符号↑ 和 ↓ 表示。在910、998B型仪器中，横向所贴的两片为温度补偿片，用符号 表示。 11．PN结温度传感器 利用半导体P-N结良好的线性温度电压特性制成的测温传感器，能直接显示被测温度。灵敏度：-2.1mV/℃。 12.磁电式传感器 0.21φ×1000 直流电阻：30Ω-40Ω由线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度：0.5v/m/s 13.气敏传感器 MQ3（酒精）：测量范围：50-200ppm。