传感检测及控制技术实验指导书.PDF

传感检测及控制技术 实验指导书 编辑 刘旭涛 校审 林福严 机械工程实验室 2005 年 7 月 目 录 传感技术部分 实验一 四臂电桥静态位移性能………………………………………….1 实验二 差动螺管式电感传感器的静态位移性能……………………………..3 实验三 电容传感器的性能……………………………………………...4 实验四 温度的测量…………………………………………………...6 测试技术部分 实验一 霍耳式传感器直流激励的静态位移性能…………………………….8 实验二 用示波器对典型电信号的观察与测量……………………………9 实验三 信号转换采集与分析处理………………………………………..11 电子测量部分 实验一 示波器对典型电信号的观察与测量及误差计算……………………….14 实验二 虚拟仪器及频谱分析…………………………………………16 控制技术部分 实验一 自动控制原理典型环节Ⅰ………………………………………..19 实验二 自动控制原理典型环节Ⅱ………………………………………...23 实验三 二阶系统的频率响应……………………………………………26 实验四 数字随动系统………………………………………………….29 机械专业导论部分 实验一 煤矿大型机械设备……………………………………………37 实验二 移动机器人…………………………………………………40 传感检测及控制技术实验指导书 实验一 金属箔式应变片四臂电桥(全桥)的静态位移性能 实验目的： 了解金属箔式应变片全臂电桥的工作原理和工作情况。 所需单元和部件：金属箔式应变片、直流稳压电源、差动放大器、电桥、测微器、V/F 表。 有关旋钮的初始位置：直流稳压电源输出置于 0V 档，V/F 表置于V表, 20V 档, 差动放 大器增益旋钮置于最大。 注意事项： （1）电桥单元上部所示的四个桥臂电阻（Rx）并未安装，仅作为组桥示意标记，表示 在组桥时应外接桥臂电阻（如应变片或固定电阻）。R1，R2，R3 作为备用的桥臂电阻，按需 接入桥路。电桥单元面板和差动放大器单元示意图见图 1（a）、（b）。 （2）做此实验时应将低频放大器、音频放大器的幅度调至最小，以减小其对直流电 桥的影响。 （3）实验过程中，直流稳压电源输出不允许大于 4V，以防应变片过热损坏。 （4）不能用手触及应变片及过度弯曲平行梁，以免应变片损坏。 （5）实验中用到所需单元时，则该单元上有电源开关的应合上开关，完成实验后应关闭 所有开关及输出。 (6) 双臂电桥的四片应变片应注意工作状态与方向，不能接错。 （7）图4 中直流电压表的地线在实验中不需要接线 实验步骤： (1)观察梁上应变片，并且了解结构和粘贴位置（对应受力，变形方向,见图 1（c）)。 （2）将差动放大器调零。用导线将差动放大器的正负输入端与地端连接起来，然后将差 动放大器的输出端接至电压表的输入端，电压表的量程取 2V 档，调整差动放大器上的调零 旋钮，使电压表指示为零。稳定后去除差动放大器输入端的导线。 （3）根据图 4 的电路结构，将四片应变片与电桥平衡网络、差动放大器、电压表、直流 稳压电源连接起来，组成一个测量线路（这时直流稳压电源输出应置于 0V 档，电压表应置 于 20V 档）。此时四片应变片组成全桥。 1 传感检测及控制技术实验指导书 （4）转动测微器，使平行梁处于（目测）水平位置，再向上位移 5mm，使梁的自由端往 上移动。 （5）将直流稳压电源置于 4V 档，调整电桥平衡电位器 W1，使电压表指示为零，稳定数 分钟后，将电压表量程置于 2V 档后，再仔细调零。 （6）往下旋动测微器，使梁的自由端产生位移，记下电压表显示的数值。每次位移 1mm 记一个电压数值，将所记数据填入下