【2017年整理】传感器实验报告(给学生8课时).doc

实验一 电阻应变式传感器实验 一．实验目的 熟悉电阻应变式传感器在位移测量中的应用 比较单臂电桥、双臂电桥和双差动全桥式电阻应变式传感器的灵敏度 比较半导体应变式传感器和金属电阻应变式传感器的灵敏度 通过实验熟悉和了解电阻应变式传感器测量电路的组成及工作原理 二．实验内容 单臂电桥、双臂电桥和双差动全桥组成的位移测量电路， 半导体应变式传感器位移测量电路。 三．实验步骤 1．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。 2．按图（1）将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3、和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R为应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。直流激励电源为±4V。 ＋4V R ＋4V R R2 －4V R3 R1 WD ＋ － V 图（1） 测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。 3．接线无误后开启仪器电源，预热数分钟。调整电桥WD电位器，使测试系统输出为零。 旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以悬臂梁水平状态下电路输出电压为零起点，向上和向下移动各6mm，测微头每移动1 计算各种情况下测量电路的灵敏度S。 S＝△U／△x 表1 金属箔式电阻式应变片单臂电桥 位移x（mm） -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 输出U0（mV） 120 85 54 30 4 -34 -74 -108 -147 -184 -235 平均灵敏度S（mV/mm） 35.5 表2 金属箔式电阻式应变片双臂电桥 位移x（mm） -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 输出U0（mV） 236 180 123 59 0 -53 -108 -163 -222 -282 -339 平均灵敏度S（mV/mm） 57.5 表3 半导体应变片双臂电桥 位移x（mm） -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 输出U0（mV） 5580 4050 2610 1290 10 -980 -2370 -3770 -5300 -6810 -8360 平均灵敏度S（mV/mm） 1394 实验二 移相器与相敏整流器 一．实验目的 通过本次实验了解并掌握感测技术中常用的信号处理电路的组成与功能。 1、熟悉由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。 2、熟悉相敏检波器的工作原理及其使用方法。 3、观测移相电路的功能及其使用方法。 4、熟悉相敏检波器在检测技术中的运用。 5、进一步熟悉并掌握常用电子测量仪器的运用。 二．实验内容 1、移相器的功能检测 2、移相器的频率特性检测 3、移相器李沙育图形观测 4、相敏检波器的直流控制功能检测 5、相敏检波器的交流控制功能检测 6、相敏检波器检幅特性测量 7、相敏检波器的鉴相特性 三．实验原理 下图为移相器电路示意图。 相敏检波电路如下图所示：图中①为输入信号端，③为输出端，②为交流参考电压电输入端，④为直流参考电压输入。 当②、④端输入控制电压信号时，通过差动放大器的作用使D和J处于开关状态，从而把①端输入的正弦信号转换成半波整流信号。 2 353 2 353 3 V出 R2 22K C1 104 R1 30K W 51K R5 2K2 R4 30K R3 30K V入 7 6 5 J D 1 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 四．实验步骤 1．将音频振荡器频率、幅度旋钮居中，输出信号（0°或180°均可）。接相敏检波器输入 端。 2．将直流稳压电源+2V档输出电压（正或负均可）接相敏检波器④端。 3．示波器两通道分别接相敏输入、输出端，观察输入、输出波形的相位关系和幅值关系。 4．改变④端参考电压的极性，观察输入、输出波形的相位和幅值关系。由此可以得出结论：当参考电压为正时，输入与输出同相，当参考电压为负时，输入与输出反相。 5．