【2017年整理】传感器实验指导书2010.doc

《传感器原理》 实 验 指 导 书 南昌大学环化学院测仪专业 二0一0年九月 目 录 TOC \o 1-1 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc277061667 实验一 金属箔式应变片—半桥性能实验 PAGEREF _Toc277061667 \h 1 HYPERLINK \l _Toc277061668 实验二 金属箔式应变片—全桥性能实验 PAGEREF _Toc277061668 \h 4 HYPERLINK \l _Toc277061669 实验三 压阻式压力传感器的压力测量实验 PAGEREF _Toc277061669 \h 6 HYPERLINK \l _Toc277061670 实验四 开关式霍尔传感器测转速实验 PAGEREF _Toc277061670 \h 9 HYPERLINK \l _Toc277061671 实验五 光电传感器测转速实验 PAGEREF _Toc277061671 \h 11 HYPERLINK \l _Toc277061672 实验六 电涡流传感器位移实验 PAGEREF _Toc277061672 \h 13 HYPERLINK \l _Toc277061673 实验七 光纤传感器的位移特性实验 PAGEREF _Toc277061673 \h 15 HYPERLINK \l _Toc277061674 实验八 气敏传感器实验 PAGEREF _Toc277061674 \h 17 - PAGE 6 - 实验一 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、基本原理：不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压 Uo＝EKε／2。 三、需用器件与单元：主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变式传感器实验模板、托盘、砝码、 四位半数显万用表（自备）。 四、实验步骤： 1、将托盘安装到应变传感器的托盘支点上。将实验模板差动放大器调零：用导线将实验模板上的±15V、⊥插口与主机箱电源±15V、⊥分别相连，再将实验模板中的放大器的两输入口短接(Vi＝0)；调节放大器的增益电位器 RW3 大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺 时针旋转 2 圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到 2V 档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器 RW4，使电压表显示为零。 图 1 应变式传感器半桥接线图 2、拆去放大器输入端口的短接线，根据图 1 接线。注意 R2 应和 R3 受力状态是相反的，即将传感器中两片受力相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片作为电桥的相邻边。调节实验模板上的桥路平衡电位器 RW1，使主机箱电压表显示为零，在应变传感器的托盘上放置 一只砝码，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 200g（或 500 g）砝码加完。记下实验数据填入表1 画出实验曲线，计算灵敏度 S＝ΔV/ΔW，非线性误差δ。实验完毕，关闭电源。 表1 应变式传感器半桥实验数据 五、思考题： 1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。 2、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在非线性（2）应变片应变效应是非线性的（3）调零值不是真正为零。 实验二 金属箔式应变片—全桥性能实验 一、实验目的：了解全桥测量电路的优点。 二、基本原理：全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压 Uo＝KEε。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误 差均得到改善。 三、需用器件和单元：同实验一。 四、实验步骤： 1、将托盘安装到应变传感器的托盘支点上。将实验模板差动放大器调零：用导线将实验模板上的±15v、⊥插口与主机箱电源±15v、⊥分别相连，再将实验模板中的放大器的两输入口短接(Vi＝0)；调节放大器的增益电位器 RW3 大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺 时针旋转 2 圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到 2V 档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器 RW4，使电压表显示为零。 2、拆去放大器输入端口的短接线，根据图 2-1 接线。实验方法与实验一相同，将实验数据填入表 2 画出实验曲线；进行灵敏度和非线性误差计算。实验完毕，关闭电源。 图 2—1 全桥性能实验接线图 表 2 全桥性能实验数据 重量g 电压mv 五、思考题： 1、测量中，当两组对边（R1、R3 为对边）电阻值 R