传感器和电测技术实验指导书.docVIP

《 传感器与电测技术 》实验指导书 实验一 仪器、设备的认识与操作 一、实验目的 通过对实验室中的基本仪器、设备的认识和操作，对实验室的仪器、设备有初步认识，并且能够使用这些仪器和设备。 二、实验设备及用具 VC8045台式数字万用表，GDM-8245双显数字电表，加热箱，k型、E型热电偶，活塞式压力计. 三、实验的基本原理 VC8045型数字万用表是一种4 1/2位台式万用表，它具有基本的DCV，ACR，DCA，ACA和OHM测量功能，电压测量最高到1000V直流或交流峰值，分辨力可达10V，电流可测量到20A，极性自动转换。GDM-8245是一种双显示的桌上型可提式数字式万用表。在同一输入待测信号下，可同时显示两种不同的资料数值，并具有50,000个counts的有两特性，适用于一般的测量。 K型热电偶热电动势线性好，1200下抗氧化性能良好，不适用于还原性气体。Ｅ型热电偶是在现有热电偶中，灵敏度最高的，耐热性良好，同样不适用于还原性气体。 ＹＵ—系列活塞式压力计应用静压平衡原理：即活塞本身和加在活塞上的专用砝码重量（Ｇ）作用在活塞面积（Ｓ）上所产生的压力（Ｐ）与液压容器内所产生的压力相平衡，来测定被校验仪表的压力大小：即Ｐ＝Ｇ／Ｓ。 四、实验内容及要求 熟悉VC8045型数字万用表、GDM-8245双显数字电表的工作方式和使用方法。 了解热电偶的原理和性质，对其有初步认识。 了解活塞式压力计的原理和使用方法。 五、实验步骤 熟悉VC8045型数字万用表、GDM-8245双显数字电表的一般特性、直流电压的测量方法、维护和保养方法。 对照书本了解K、E型热电偶的特性，找出二者的相同与不同。 参照说明书学会使用活塞式压力计，了解其特性，使用方法。 六、注意事项 注意仪器的使用方法，使用环境等，避免损坏仪器仪表。 在使用加热箱时，要注意安全，不要用手触及加热箱里面部分，以免造成损伤。 七、思考题 说明扩散型压阻式压力传感器的原理 简述热电偶冷端补偿的必要性，常用冷端补偿有几种方法？并说明补偿原理。 实验二 压阻式压力传感器静态特性测试 一、实验目的 通过实验测量结果，计算出压阻式压力传感器的线性度、灵敏度、迟滞、重复性等静态特性，对传感器各静态特性有理性的认识。 二、实验设备及用具 YU—6.6B.60A，600活塞式压力计，直流电源，双显数字电表 三、实验的基本原理 压力传感器的基本特性分为静态特性和动态特性两种。所谓静态特性是指输入不随时间而变化的特性，即在静载荷（力值）作用下，用实验的方法求得输入的力与传感器输出电压（示值）之间的关系（线性关系），即U=a+bF。由输入和输出的关系，就可研究其静态特性。 （1）灵敏度S 传感器在静态工作条件下，其单位压力所产生的输出电压，称为静态灵敏度。在通常意义上，如指一台传感器灵敏度高，也指其分辨率高。用公式表示如下： (2-1) 这实际上就是传感器输入输出特性曲线上某点的斜率。非线性传感器各处的灵敏度是不相同的，对于线性传感器灵敏度则为： (2-2) 图2-1所示为上述两种情况下灵敏度的图解表示，其中左图为非线性灵敏度，右图为线性灵敏度图解。 ? (2)线性度(非线性误差)Ｌ 大多数传感器的输入和输出具有比例关系，这种输入输出具有线性比例关系的传感器称线性传感器。衡量线性传感器线性特性好坏的指标为非线性误差，或称线性度。随着参考直线的性质和引法不同，线性度有多种，下面仅介绍端点线性度。 如图2-2所示，将传感器的实际零点和满量程端点连线作为理论直线，传感器实际平均输出（正反行程平均）特性曲线对理论直线的最大偏差，以传感器满量程输出的百分比来表示为： (2-3) （3）迟滞（迟滞误差）H 传感器在正（输入量增加）、反（输入量减少）行程中，输入输出曲线不重合的程度称为迟滞。也就是说，对应于同一输入量，它的输出量值有差别。迟滞可用传感器最大正反差值与满量程输出的百分比来表示 (2-4) 图2-3所示为传感器的某种迟滞特性。 （4）重复性R 多次重复测量时，在同是正行程（或同是反行程）中对应同一输入量，传感器的输出值也不相同，这种差值称为重复差值。全量程中的最大重复差值与满量程输出值之比称为重复性。如图2-4所示，表达式如下 (2-5) 四、实验内容及要求 根据实验原理，按照实验步骤，测试活塞式压力计在不同的加载力时，用数字电表测量其输出电压的大小，并根据实验数据，画出各个静态特性曲线，要求根据静态特性曲线研究传感器的各个静态特性。 五、实验步骤 打