新版本传感器实验指导书.doc

目　录 目　录 1 实验一　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　移相实验 7 实验五　相敏检波实验 10 实验六　交流全桥性能测试实验 13 实验七　差动变压器性能实验 15 实验八　差动变压器零点残余电压补偿实验 17 实验九　差动电感式传感器位移特性实验 19 实验十　电容式传感器的位移特性实验 21 实验十一　霍尔传感器的位移特性实验 23 实验十二　磁电式传感器的测振动实验 24 实验十三　电涡流传感器的位移特性实验 26 实验十四　光纤传感器位移特性实验 28 实验十五 光电转速传感器的转速测量实验 30 实验十六　铂热电阻温度特性测试实验 31 实验十七　K型热电偶测温实验 32 实验十八 正温度系数热敏电阻（PTC）温度特性测试实验 35 实验十九　负温度系数热敏电阻（NTC）测温实验 36 实验二十　PN结温度特性测试实验 37 实验二十一　气敏（酒精）传感器实验 38 实验二十二　湿敏传感器实验 39 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、实验仪器 双杆式悬臂梁应变传感器、F/V表、±4V电备） （1-1） 式中 为电阻丝电阻相对变化； 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组件。如图1-1所示，将四个金属箔应变片(R1、R2、R3、R4)分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。 图1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图 通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R6=R7=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压 （1-2） 为电桥电源电压； 式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=。 图1-2 单臂电桥面板接线图a 调零。按图只接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，将“差动放大器”的输入端短接并与地相连，“电压放大器”输出端F/V表（选择V，200mV档），开启直流电源开关。将“差动放大器”增益电位器与“电压放大器”增益电位器调至最大位置（顺时针最右边），调节调零电位器使F/V表显示为0V。关闭直流开关电源。（两个增益调节的位置确定后不能改动） 图1-2 单臂电桥面板接线图b 调零。开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“＋、－”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化。 如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居“零”位。拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。 四、实验内容与步骤 1．悬臂梁上的各应变片已分别接到调理电路面板左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。 2．按上述要求进行系统放大电路部分调零处理。 3．按图1-2接好所有连线，将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R1）接入电桥与R6、R7、R5构成一个单臂直流电桥。电桥输出接到“差动放大器”的输入端，电压放大器的输出接F/V表。预热五分钟。 4．将千分尺向下移动，使应变梁处于平直状态，调节Rw1使F/V表显示为零（采用V，200mV档）。 5．移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录实验数据填入表1-1。 表1-1 重量(g) 电压(mV) 6．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。 五、实验报告 1．根据实验所得数据计算系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量，ΔW重量变化量）； 六、注意事项 实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！ 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、实验仪器 同实验一 三、实验原理 不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，如图2-1。电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变数也相同时，半桥的输出电压为 （2-1） 式中 为电阻丝电阻相对变化； 为应