传感器实验装置实验指导书〔求是公司〕.doc

目 录 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 2 实验二 金属箔式应变片——半桥性能实验 4 实验三 金属箔式应变片——全桥性能实验 6 实验四 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 8 实验五 金属箔式应变片的温度影响实验 9 实验六 直流全桥的应用——电子秤实验 10 实验七 压阻式压力传感器的压力测量实验 11 实验八 差动变压器的性能实验 13 实验九 差动变压器的应用——振动测量实验 15 实验十 电容式传感器的位移特性实验 17 实验十一 直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 19 实验十二 霍尔转速传感器测速实验 21 实验十三 磁电式转速传感器测速实验 22 实验十四 压电式传感器测量振动实验 23 实验十五 电涡流传感器位移特性实验 24 实验十六 被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验 26 实验十七 被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 27 实验十八 电涡流传感器测量振动实验 28 实验十九 光纤传感器的位移特性实验 29 实验二十 光电转速传感器的转速测量实验 31 实验二十一 Cu50温度传感器的测温特性实验 32 实验二十二 Pt100热电阻测温特性实验 34 实验二十三 集成温度传感器的测温特性实验 36 实验二十四 气体流量的测定实验* 38 实验二十五 气敏（酒精）传感器实验 39 实验二十六 湿敏传感器实验 40 实验二十七 温度仪表PID控制实验 41 附录一 温控仪表操作说明 42 实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一．实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二．基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： 式中为电阻丝电阻的相对变化，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元件，通过它转换被测部位的受力状态变化，电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压O1。 三．需用器件与单元 CGQ-001实验模块、CGQ-013实验模块、应变式传感器、砝码、电压表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。 四．实验步骤 1．根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。传感器中各应变片已接入模块的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R1= R2= R3= R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。 2．实验模块接入模块电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将CGQ-001实验模块调节增益电位器Rw1顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上的电压表电压输入端Vi相连，调节实验模块上调零电位器Rw2，使电压表显示为零（电压表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源。 3．将CGQ-013实验模块上应变式传感器的其中一个应变片R1（即模块左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7模块内已连接好），接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V（从主控箱引入）如图1-2所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使电压表显示为零。 图1-2 单臂电桥实验接线图 4．在电子秤上放置一只砝码，读取电压表数值，依次增加砝码和读取相应的电压表值，直到200g砝码加完。记下实验结果填入表1-1，关闭电源。 表1-1 单臂电桥输出电压与加负载重量值 重量（g） 电压（mv） 5．根据表1-1计算系统灵敏度S，S=（输出电压变化量；重量变化量）计算线性误差：f1=F ?S×100%，式中为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：F ?S满量程输出平均值，此处为200g。 五．思考题单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可。 实验二 金属箔式应变片——半桥性能实验 一．实验目的 比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。 二．基本原理 不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uo2=。 三．需要器件与单元 同实验一。 四．实验步骤 1．传感器安装同实验一。做实验（一）2的步骤，实验模块差动放大器调零。 2．根据图1-3接线。R1、R2为CGQ-013实验模块左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即将传感器中两片受力相反（一片受拉、一