电容类实验指导书.docVIP

实验一 电容式传感器的位移特性实验 一、实验目的： 了解电容传感器的结构及特点。 二、实验仪器： 电容传感器、电容传感器模块、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源。 三、实验原电式传将测变转换为电变传实质上个变参数电电 （1-1） 式中，S为极板面积，d为极板间距离，ε0真空介电常数，εr介质相对介电常数，由此可以看出当被测物理量使S、d或εr发生变化时，电容量C随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介质电常数的变介电常数式。这里采用变面积式，如图1-1两电个下当随测动时两只电积只减将个导线动电输 图1-1 四、实验内容与步骤 1．按图1-2将电容传感器安装在电容传感器模块上，将传感器引线插入实验模块插座中。 图1-2 2．将电容传感器模块的输出UO接到数显直流电压表。 3．接入±15V电源，合上主控台电源开关，将电容传感器调至中间位置，调节Rw，使得数0（选择2V档）。（Rw确定后不能改动） 4．旋动测微头推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔0.2mm记下位移量X与输出电压值V的变化，填入下表。 表1-1 X(mm) V(mV) 五、实验报告： 1．根据表1-1的数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。 实验二 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验 一、实验目的： 了解霍尔传感器的原理与应用。 二、实验仪器： 霍尔传感器模块、霍尔传感器、测微头、直流电源、数显电压表。 三、实验原理： 根据霍尔效应，霍尔电势UH=KHIB，其中KH为灵敏度系数，由霍尔材料的物理性质决定，当通过霍尔组件的电流I一定，霍尔组件在一个梯度磁场中运动时，就可以用来进行位移测量。 四、实验内容与步骤 1．将霍尔传感器按图2-1安装，传感器引线接到霍尔传感器模块9芯航空插座。按图2-2接线。 2．开启电源，直流数显电压表选择“2V”档，将测微头的起始位置调到“1cm”处，手动调节测微头的位置，先使霍尔片大概在磁钢的中间位置（数显表大致为0），固定测微头，再调节Rw1使数显表显示为零。 3．分别向左、右不同方向旋动测微头，每隔0.2mm记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入下表 X（mm） U(mV) 表1-1 图1-2 霍尔传感器直流激励接线图 五、实验报告 作出U－X曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 实验三 霍尔测速实验 一、实验目的： 了解霍尔组件的应用——测量转速。 二、实验仪器： 霍尔传感器、+5V、2～24V直流电源、转动源、频率/转速表。 三、实验原理； 利用霍尔效应表达式：UH＝KHIB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，转盘每转一周磁场变化N次，每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出被测旋转物的转速。 四、实验内容与步骤 1．安装根据图3-1，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。 图3-1 2．将+5V电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。“2～24V”直流稳压电源接到“直流稳压电源”的“2～24V 输出调节”输出端。 3．合上主控台电源，调节2～24V输出，可以观察到转动源转速的变化。也可通过通信接口的第一通道CH1，用上位机软件观测霍尔组件输出的脉冲波形。 五、实验报告 1．分析霍尔组件产生脉冲的原理。 2．根据记录的驱动电压和转速，作V-RPM曲线。 3