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传感器实验报告 实验一 金属箔式应变片单臂电桥 实验数据处理 X(mm)00.51.01.52.02.53.03.54.0V(mv)03581014172023 线性拟合 V=5.767*x-0.422 灵敏度为5.767 思考题： 本实验电路对直流稳压电源有何要求，对放大器有何要求。 直流稳压源输出应稳定，且不超过负载的额定值。 放大器应对差模信号有较好放大作用，无零漂或零漂小可忽略。 （2）将应变片换成横向补偿片后，又会产生怎样的数据，并根据其结构说明原因。 灵敏度将大幅度降低，线性性也将变差，电压随位移的变化将变得十分小。因为横向补偿片原本是横向粘贴在悬梁臂上的，用于补偿应变片测量的横向效应。在悬梁臂形变的时候，横向补偿片仅仅横向部分发生形变，而应变片敏感栅往往很粗而且有效长度短，因此阻值变化小。 实验二 金属箔式应变片双臂电桥（半桥） 实验数据处理 X(mm)01.02.03.04.05.06.07.08.0V(mv)01425384962758798 V=11.95*x+0.778 灵敏度为11.95 思考题： 根据应变片受力情况变化，对实验结果作出解释。 在梁上下表面受力方向相反的应变片相当于将形变放大两倍，，因此，ΔV/ΔX大约是实验一中的两倍。 （2）将受力方向相反的两片应变片换成同方向应变片后，情况又会怎样。 同方向的两片应变片相互抵消，输出为零。 （3）比较单臂，半桥两种接法的灵敏度。 在相同形变量下，半桥的灵敏度约是单臂的两倍。 实验三 金属箔式应变片四臂电桥(全桥)的静态位移性能 实验数据处理 X(mm)01 2345678V(mv)0255175103126151173196 V=24.15*x+1.4 灵敏度问24.15 思考题： （1）如果不考虑应变片的受力方向，结果又会怎样。 对臂应变片的受力方向应接成相同，邻臂应变片的受力方向相反，否则相互抵消没有输出 （2）比较单臂，半桥，全桥各种接法的灵敏度。 在相同形变量下，半桥灵敏度约是单臂的两倍，全桥灵敏度越是半桥的两倍，即约为全桥的四倍。 实验四 金属箔式应变片四臂电桥 （全桥）振动时的幅频性能 实验数据处理 F(Hz)5610111213141725Vpp(mV)192158124151108692914 思考题： （1）在实验过程中，观察示波器读出频率与频率表示值是否一致，据此，根据应变片的幅频特性可作何应用。 不一致。可以根据这个原理反向测出梁的震动频率，利用应变片读出峰值，在找到对应的频率值即可。 （2）根据实验结果，可以知道梁的共振频率大致为多少。 12Hz （3）在某一频率固定时，调节低频振荡器的幅度旋钮，改变梁的振动幅度，通过示波器读出的数据与实验三对照，是否可以推算出梁振动时的位移距离。 不可以。实验三是一个静态过程，而本实验是一个动态过程，得到的电压并不对应于静态时的位移。且由示波器上读出的数据误差较大。 （4）试想一下，用其他方法来测梁振动时的位移距离，并与本实验结果进行比较验证。 其他方法，如加速度计，霍尔元件等 比较： 如利用霍尔元件只能测量小范围的位移，测量的位移不能过大；测量振动时振动频率不能太低， 如果振动频率过低，磁感应强度发生变化的周期过长，大于读取脉冲信号的电路的工作周期，就会导致 计数错误 而本实验相对课测量位移较大，但精确度较低 实验六 热电偶的温度效应 实验数据处理 室温18℃ 毫伏表稳定示数 0.95mV EAB（T,Tn）=0.95/2=0.475 mV 查表可知18℃对应热电势EAB(Tn,To)=0.711 mV 从而有EAB(T,To)= EAB(T,Tn)+ EAB(Tn,To)=0.475+0.711=1.186 mV 查表可知约为30℃ 实验七 变面积式电容传感器的性能 实验数据处理 X(mm)00.511.522.533.544.5V(mv)93898480757064605549 V=-9.782*x+93.91 灵敏度为9.782 思考题： （1）如果往上旋动测微器，使梁的自由端往上产生位移，结果有会怎样。 变化相同的x值时，V值会大约是原值的相反数 （2）实验仪的电容传感器的介质是什么，如果改变介质，将会对电容传感器性能有何影响。原介质为空气 改变介质，由可知，C变大，又由Q=CU,可知，此时ΔU变小，即传感器灵敏度降低。 实验八 差动变面积式电容传感器的性能 实验数据处理 X(mm)0