ZCY型传感器实验仪简介.doc

ZCY型传感器实验仪简介 1概述 附图1-1为ZCY型传感器实验仪的外型图。整个仪器由三部分组成，即激励源（电源和信号源）、试验台和处理电路单元，三部分之间没有内部连接。各个传感器实验可用专用连接线或迭插式导线将所需单元在面板上进行连接。在实验仪上可进行不同传感器的静态实验、动态实验和传感器系统应用实验。通过实验即可对各种不同传感器及其测量线路原理有一个从理性到感性的认识，对如何组成—些测量系统有一个直观而具体的实践过程。 试验台上的各部分传感器如附图1-1上部所示。双平行悬梁靠近固定端一侧上下表面分别贴有受力状态不同的应变片，六片金属箔式应变片和两片半导体应变片，六片金属箔式应变片中四片为工作应变片，两片为补偿应变片。双平行悬梁自由端装有压电加速度传感器。振动平台上装有电涡流、霍尔、差动变压器、电容等传感器。振动平台中心下面装有激振线圈，振动控制信号通过激振线圈可以驱动双平行悬梁和振动平台，使之产生3～30HZ的低频振动。在振动平台中心可装螺旋测微器，通过调整螺旋测微器可以改变立式振动台的上下位置，同时也可以改变双平行悬梁的应力。 附图 1-1 ZCY型传感器实验仪的外型图 传感器的测量电路集中设置在—块印刷板上，用于处理各种传感器的输出信号，有电桥、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、电涡流式传感器测量电路（涡流变换器）、电容式传感器测量电路（电容变换器）等单元。差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器等是公用的单元，用于各个传感器的信号处理。各单元测量电路各自独立，可以根据需要通过面板进行设置，组成不同的传感器系统。 斜侧面板是传感器的激励源（电源和信号源）和显示单元。电源和信号源有三部分：0.9～10KHZ音频信号发生器输出作为交流激励信号、±2～±10V直流稳压电源、3～30HZ低频信号发生器输出作为振动平台的振动控制信号，显示单元采用数字式电压/频率（V/F）表，通过V/F功能开关进行电压表、频率表的功能切换。 本实验仪可进行数十种不同的实验。这些实验可分为三类：静态实验，动态实验和初态系统实验。例如对应变片至少可以进行下述实验：单臂，双臂及四臂应变电桥实验；这三种应变式电桥输出特性的比较；交流电桥和直流电桥的比较；电桥调平衡的方法；应变测试系统的特性；应变测振系统；应变称重系统等实验。 2 结构性能 一．试验台 应变梁： 应变梁采用双平行梁结构，不锈钢材料制成。固有频率设计在7Hz左右，以便用较小能量即能驱动梁的振动。 应变片： 箔式应变片标称阻值：350Ω，梁的自由端位移5mm之内线性误差≤5%； 灵敏系数： 2 半导体应变片阻值：350±100Ω，指标同箔式应变片。 粘贴位置：箔式应变片为两片拉伸，两片压缩，两片补偿。半导体为一片拉伸，一片压缩。 在试验台插座面板上，前六片为箔式应变片，左边三片在上梁的上表面，其中第三片为横向工作补偿片；右边的三片贴在下梁的下表面，其中第六片为横向工作的补偿片。最右边两片为半导体应变片，分别粘贴在上梁的上表面和下梁的下表面，两个半导体应变片的工作特性相反，与金属箔式应变片平行放置。 差动变面积式电容传器：由两组极板式电容组成，动片装在小振动台上。 C=ε ，其中： ε—介电常数； δ—极板间距； S—极板覆盖面积。 当动片位移为ΔX时，C=ε-ε=2ε 其中： S=X·L； L— 极板覆盖宽度。 （4） 电涡流式位移、振幅传感器：为一扁平线圈，装在有机玻璃内,由屏蔽线引出，为克服趋肤效应，线圈由多股漆包线绕成，线性范围约1mm。 （5） 霍尔式传感器：由产生梯度磁场的两个半圆形永久磁钢，及一片半导体霍尔片组成，线性范围约2 mm。 （6）差动螺管电感式（差动变压器）传感器：由三组线圈及磁棒组成（有机玻璃上的双层线圈，中间为软磁铁氧体）。外部再罩以有机玻璃，线性范围约 3mm，线性误差≤5%。 (8) 磁电式传感器（激振器）：由—永久磁钢和空心线圈组成,f≤30HZ, Vomax≥0.2V（电荷放大器输出）。按下振动台控制部分的控制按钮，3～30HZ 低频信号就送到线圈上，使悬梁及位移平台产生3～30HZ的振动。 （9）热电偶：由铜-康铜丝组成,在本机加热器工作时,升温3分钟后, Vmax≥1mV。 （10）压电加速度器：由质量块和压电陶瓷片组成，封装于有机玻璃内，屏蔽线引出。 f= 30 HZ 时，Vomax≥0.2V（电荷放大器输出）。 （11） 光纤位移传感器：（实验时安装） 测量范围为1mm时分辨为0.005mm 测量范围为3mm时分辨为0.02mm （12） 测微头。 二．.激励源及显示部分 （1）直流稳压电源