csy2001实验指导书2010 - 副本
- 格式:doc
- 大小:2.42 MB
- 文档页数:72
CSY2001/2001B型传感器系统综合实验台简介CSY2001/2001B型实验台分主机与实验模块二部分。
2001型主机:传感器实验平台:装有气敏、电容、PSD光电位置、热释电红外、光电(光断续器)、光电阻、集成温度、半导体热敏、铂热电阻、PN结温敏、热电偶、电涡流、磁电、压电加速度、霍尔、湿敏(RH、CH)、电感、双孔悬臂梁称重、半导体应变、金属箔式应变、MPX扩散硅压阻、光纤位移、光栅等二十余种经典和新型的传感器(传感器的种类可根据用户的需要增减)。
以及进行实验所需的两副双平行悬臂梁和螺旋测微仪、位移平台、温控电加热炉、支架、平台、旋转测速电机等,传感器接口位于仪器面板下侧排列。
主机内装有:直流稳压电源:+2V~+10V分五档输出,最大输出电流1.5A+15V 、+ 9V(12V)、激光电源,最大输出电流1.5A 音频信号源:0.4KHz-10KHz输出连续可调,最大Vp-p值20V00、1800端口反相输出00、L V端口功率输出,最大输出电流1.5A1800端口电压输出,最大输出功率300mw低频信号源:1Hz~30Hz输出,连续可调,最大输出电流1.5A,最大Vp-p 值20V,激振I、II的信号频率源。
转换开关的作用:当倒向V0侧时,低频信号源正常使用,V0端输出低频信号,倒向V i侧时,断开低频信号电路,V i作为电流放大器输入端,输出端仍为V0端。
电压/频率表:3 1/2位数字表、电压显示0~2V、0~20V两档,频率显示0~2KHz、0~20KHz两档,灵敏度≤50mv。
温控电加热器:由热电偶控温的300W电加热炉,最高炉温400℃,实验控温200℃。
提供温度传感器热源及热电偶测温、标定及应变传感器加热等功能。
通信接口:标准RS232口,提供实验仪与计算机通信接口。
数据采集卡:12位A/D转换,信号输入端为电压/频率表的“IN”端。
气压源:电动气泵,气压输出≤20KP;气压表:满量程40KP。
检测与传感器技术实验指导书目第一章CSY传感器说明书第二章实验指导一、应变式电阻传感器:单臂、半桥、全桥比较二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性三、第三章附录附录一、电路原理图附录二、传感器安装示意图及面板示意图第一章 CSY传感器说明书一、CSY传感器实验仪简介实验仪主要由四部分组成:传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。
传感器安装台部分:装有双平行振动梁(应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢)、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台(圆盘)测微头及支架、振动圆盘(圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子)、扩散硅压阻式传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒,具体安装部位参看附录三。
备注:CSY系列传感器实验仪的传感器具体配置根据需方的合同安装。
显示及激励源部分:电机控制单元、主电源、直流稳压电源(±2V-±10V档位调节)、F/V 数字显示表(可作为电压表和频率表)、动圈毫伏表(5mV-500mV)及调零、音频振荡器、低频振荡器、±15V不可调稳压电源。
实验主面板上传感器符号单元:所有传感器(包括激振线圈)的引线都从内部引到这个单元上的相应符号中,实验时传感器的输出信号(包括激励线圈引入低频激振器信号)按符号从这个单元插孔引线。
处理电路单元:电桥单元、差动放大器、电容放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器等单元组成。
CSY实验仪配上一台双线(双踪)通用示波器可做几十种实验。
教师也可以利用传感器及处理电路开发实验项目。
二、主要技术参数、性能及说明<一>传感器安装台部分:双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢,通过各自测微头或激振线圈接入低频激振器V O可做静态或动态测量。
传感器与检测技术实验指导书物电学院实验室传感器与检测技术实验I 物电学院实验室目录实验一应变片单臂、半桥、全桥特性比较试验 (1)实验二电容式传感器的测位移实验 (7)实验三差动变压器的性能实验 (12)实验四压电式传感器测振动实验 (15)实验五线性霍尔式传感器位移特性实验 (17)实验六集成温度传感器(AD590)温度特性实验 (19)实验七K型热电偶测温特性实验 (20)实验八NTC热敏电阻温度特性实验 (21)实验九光纤位移传感器测位移特性实验 (22)实验十气敏传感器实验 (25)实验十一湿敏传感器实验 (26)实验一应变片单臂、半桥、全桥特性比较试验一、实验目的:1.了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥、半桥、全桥电路工作原理和性能。
2.比较单臂电桥与半桥、全桥测量电路的不同性能,了解全桥测量电路的优点。
3.比较单臂电桥、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度,得出相应的结论。
二、基本原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:ΔR/R=Kε,式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=Δl/l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元件,通过它转换被测部位受力状态变化,电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
(a) 单臂(b)半桥(c)全桥图1—1 应变片测量电路对单臂电桥(a)输出电压U oa= EKε/4。
对于半桥电路(b),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,半桥路输出电压U Ob=EKε/2。
在全桥测量电路中,将受力性质相同的两应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值R1=R2=R3=R4,且其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,全桥路输出电压U0c=KEε,它的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。
2010级可编程序控制器实训任务书一、设备的概述亚龙YL-336C型PLC控制系统,由烤漆的铁板实训台、典型的机电一体化设备的机械部件、PLC模块单元、电子称重模块、变频器模块单元、温度PID单元、按钮模块单元、电源模块单元、模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器等组成。
该装置的工作过程如下:在按钮模块上按复位按扭后,装置进行复位过程,当装置复位到位后,由PLC启动送料电机驱动放料盘旋转,物料由送料盘滑到物料检测位置,物料检测光电传感器检测;当物料检测光电传感器检测到有物料,将给PLC发出信号,由PLC驱动机械手臂伸出手爪下降抓物,然后手爪提升臂缩回,手臂向右运动一定的脉冲,手臂伸出,手爪下降将物料放在称重圆盘上停留;称重完毕后,将给PLC发出信号,由PLC驱动机械手臂伸出手爪下降抓物,然后手爪提升臂缩回,手臂向右运动一定的脉冲,手臂伸出,手爪下降,将物料放到传送带上,落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传送带输送物料,同时机械手回到原来位置,进行下一个流程;物料同时进入加热单元进行加热处理,完成后进入分拣单元,传感器则根据物料的材料特性、颜色等特性进行辨别,分别由PLC控制相应电磁阀使气缸动作,对物料进行分拣。
二、实训的主要内容1、料盘送料控制:按下启动按钮,直流电机转动,把物料推到出料口,传感器检测到物料后直流电机停止,拿掉物料后电机转动,继续上述流程。
I/O 口分配表序号输入输出1 启动I0.1 直流电机Q2.42 停止I0.2 运行指示灯Q2.53 漫射式传感器I0.3 停止指示灯Q2.62、物料的分拣控制(1)物料的搬运控制:PLC从STOP到RUN时,搬运单元复位(左右手臂收回、上下手臂收回、手抓放松),机械手臂在左边。
按下启动按钮,绿色指示灯常亮,机械手臂伸出、下降、夹料,完成后上下手臂缩回。
然后机械手臂运动到右边,碰到限位后上下手臂下降进行放料,完成后回到左边,如此反复循环。
前言CSY系列传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”“自动化检测技术”“非电量电测技术”“工业自动化仪表与控制”“机械量电测”等课程的实验教学。
CSY系列传感器与检测技术实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器(透明结构便于教学),但其结构与线路是工业应用的基础,希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解,并在实验的进行过程中,通过信号的拾取,转换,分析,掌握应具有的基本的操作技能与动手能力。
CSY2000与3000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传感技术教学实验装置的基础上,为适应不同类别、不同层次的专业需要而设计的新产品。
其优点在于:1、适应不同专业的需要,不同专业可以有不同的菜单,本公司还可以为用户的特殊要求制作模板。
2、能适应不断发展的形势,作为信息拾取的工具,传感器发展很快,可以不断补充新型的传感器模板。
3、可以利用实验台的信号源、实验电路、传感器用于学生课程设计、毕业设计和自制装置。
为了让老师、学生尽快熟悉掌握实验台的使用方法,本手册列举了一些实验示范例子,老师、学生通过实验示范例子举一反三可以自己组织开发很多实验顶目。
本手册由于编写时间、水平所限,难免有疏漏错误之处,热切期望老师与学生们提出宝贵的意见,予以完善,谢谢。
目录CSY-2000型传感器与检测技术实验台说明书 (5)CSY-3000型传感器与检测技术实验台说明书 (8)示范实验目录2000系列基本实验举例实验一应变片单臂电桥性能实验 (11)实验二应变片半桥性能实验 (17)实验三应变片全桥性能实验 (18)实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (20)实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验 (21)实验六应变片温度影响实验 (22)实验七移相器、相敏检波器实验 (23)实验八应变片交流全桥(应变仪)的应用—振动测量实验 (27)实验九压阻式压力传感器测量压力特性实验 (30)*实验十压阻式压力传感器应用—压力计实验 (32)实验十一差动变压器的性能实验 (32)实验十二激励频率对差动变压器特性影响实验 (37)实验十三差动变压器零点残余电压补偿实验 (38)实验十四差动变压器测位移特性实验 (39)实验十五差动变压器的应用—振动测量实验 (41)实验十六电容式传感器测位移特性实验 (43)实验十七线性霍尔传感器测位移特性实验 (45)实验十八线性霍尔传感器交流激励时位移特性实验 (48)实验十九开关式霍尔传感器测转速实验 (50)实验二十磁电式转速传感器测转速实验 (51)实验二十一压电式传感器测振动实验 (53)实验二十二电涡流传感器测量位移特性实验 (57)实验二十三被测体材质对电涡流传感器特性影响实验 (60)实验二十四被测体面积大小对电涡流传感器特性影响实验 (61)实验二十五电涡流传感器测量振动实验 (62)实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验 (63)实验二十七光电传感器测量转速实验 (66)实验二十八光电传感器控制电机转速实验 (67)实验二十九温度源的温度调节控制实验 (75)实验三十 Pt100铂电阻测温特性实验 (79)实验三十一Cu50铜电阻测温特性实验 (85)实验三十二 K热电偶测温特性实验 (86)实验三十三 K热电偶冷端温度补偿实验 (92)实验三十四 E热电偶测温特性实验 (95)实验三十五集成温度传感器(AD590)的温度特性实验 (96)实验三十六气敏传感器实验 (99)实验三十七湿度传感器实验 (100)实验三十八数据采集系统实验—静态举例 (102)实验三十九数据采集系统实验—动态举例 (104)3000系列实验(包含2000系列基本实验外,还包含以下实验。
《装控专业实验》指导书(过程控制方向)目录实验一电涡流式传感器的特性实验.......................................................................................... 错误!未定义书签。
实验二光纤传感器实验............................................................................................................ 错误!未定义书签。
实验三数字式热电阻温度变送器的调校实验 ......................................................................... 错误!未定义书签。
实验四毫伏变送器、数字调节器和执行器的调校实验....................................................... 错误!未定义书签。
实验五单回路控制系统的模型求取和非线性控制实验....................................................... 错误!未定义书签。
实验六单回路控制系统的控制参数整定实验 ....................................................................... 错误!未定义书签。
实验一 电涡流式传感器的特性实验一、实验目的1. 了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性。
2. 通过实验研究不同的涡流感应材料对电涡流传感器特性的影响。
二、实验原理当通过金属体的磁通发生变化时,就会在导体中产生感生电流,这种电流在导体中是自行闭合的,这就是所谓的电涡流。
在图1-1中,一个扁平线圈置于金属导体附近,当线圈中通有交变电流I 1时,线圈周边就会产生一个交变磁场H 1,置于这一磁场中的金属导体就产生电涡流I 2,电涡流也就产生一个新磁场H 2,H 2与H 1方向相反,因而抵消部分原磁场,使通电线圈的有效阻抗发生变化,这一物理现象称为涡流效应。
友情告示:本公司致力于产品的不断创新与提高,如果您所得到的产品与本手册提供的信息有不符之处,请以光盘中的资料为准,恕不另行通知,敬请见谅。
本公司或经销商不对本手册中的错误或遗漏处负责,也不对任何可能导因于本手册之执行或使用的必然性损坏情形负责。
本手册只提供给产品操作者参考,学者的专业理论及实验原理没有必然性指导义务。
本手册由本公司著作。
未经本公司书面授权,本手册中之任何部分皆不可以任何形式影印、复制或网络传播。
浙江高联科技开发有限公司目录CSY-XS-01传感器系统实验箱说明书:一、产品简介二、实验箱组成三、产品特点四、传感器五、V9.0数据采集卡及处理软件CSY-XS-01传感器系统实验箱使用(示范实验举例)实验一应变片单臂特性实验实验二应变片半桥特性实验实验三应变片全桥特性实验实验四应变片单臂、半桥、全桥特性比较实验五应变直流全桥的应用—电子秤实验实验六应变片的温度影响实验*实验七应变片温度补偿实验实验八移相器、相敏检波器实验实验九应变片交流全桥的应用(应变仪)—振动测量实验实验十压阻式压力传感器的压力测量实验实验十一电容式传感器的位移实验实验十二差动变压器的性能实验实验十三激励频率对差动变压器特性的影响实验十四差动变压器零点残余电压补偿实验实验十五差动变压器测位移实验实验十六差动变压器的应用—振动测量实验实验十七电涡流传感器位移特性实验实验十八被测体材质对电涡流传感器特性影响实验十九被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验实验二十电涡流传感器测振动实验实验二十一压电式传感器测振动实验实验二十二温度源的温度控制调节实验实验二十三 K热电偶测温特性实验实验二十四 Pt100铂电阻(热电阻)测温特性实验实验二十五集成温度传感器(AD590)温度特性实验实验二十六NTC热敏电阻温度特性实验实验二十七PN结温度传感器温度特性实验实验二十八线性霍尔式传感器位移特性实验实验二十九开关式霍尔传感器测转速实验实验三十磁电式传感器测转速实验实验三十一光电传感器测转速实验实验三十二利用光电传感器控制电机转速实验三十三光纤传感器的位移特性实验实验三十四气敏传感器实验实验三十五湿敏传感器实验实验三十六数据采集系统实验—静态采集举例实验三十七数据采集系统实验—动态采集举例注:红色代表实验未做,绿色代表实验已做。
CSY传感器系统实验仪实验指导书山东交通学院信息工程系实验一箔式应变片性能——单臂电桥电桥是一种比较仪器,可以直接测量电阻、电容、电感、互感、频率、电容的损耗因数、电感线圈的品质因数、磁性材料的损耗等。
一、实验目地:1.观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。
2.测试应变梁变形的应变输出。
3.比较各桥路间的输出关系。
二、实验仪器:直流稳压电源(±4V档)、电桥、差动放大电路、箔式应变片、测微头、电压表。
三、实验原理:本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的原理和工作情况。
应变片式最常用的测力传感元件。
当应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其阻值也随之发生相应的变化。
通过测量电路,转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一中,当电路平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中,电阻的相对变化率分别为△R1/R1、△R2/R2、△R3/R3、△R4/ R4中,当使用一个应变片时,;当二个应变片组成差动状态工作,则有;当二个应变片组成差动状态工作,且R1=R2=R3=R4=R,。
由此可知,单臂,半桥,全桥电路的灵敏度依次增大。
四、实验步骤:1.调零。
开启仪器电源,差动放大电路增益置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其输出电压为零,然后拔掉实验线。
调零后电位器位置不要变化。
如使用毫伏表,则将毫伏表输入端对地短路,调整“调零”电位器,是指针居“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)将实验部件用线连成测试桥路。
桥路中R1、R2、R3、R4和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器,R应变片(可任选上、下梁中的一片工作)。
直流激励电源为±4V。
测微头装于悬梁前端的永久磁钢上,并调节使应变梁处于基本水平状态。
计算机控制仪表与控制装置实验指导书冯毅萍曹峥编写浙江大学控制系自动化实验中心2010-04目录第一部分预备知识 (3)典型PLC产品简介 (3)实验装置介绍 (3)实验注意事项及实验报告要求 (7)第二部分PLC实验 (8)实验一.基本指令编程实验 (8)1.1 与或非功能实验 (8)1.2 定时器/计数器功能实验 (9)实验二 LED 数码显示控制 (11)实验三 天塔之光模拟控制 (12)实验四 步进电机运动控制 (13)实验五 十字路口交通灯控制 (14)实验六 水塔水位控制模拟 (15)实验七 装配流水线的模拟控制 (16)实验八 液体混合装置控制的模拟 (17)实验九 机械手动作的模拟 (18)实验十 四节传送带的模拟 (19)实验十一 自动配料系统控制的模拟 (20)实验十二 自动售货机的模拟控制 (21)实验十三 四层电梯控制系统的模拟 (22)第一部分 预备知识控制仪表与装置是实现生产过程自动化必不可少的工具。
随着工业技术的更新,特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展,自动化仪表已经进入了计算机控制装置为主的时代,常见的有PLC控制系统、集散控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)以及工业以太网控制系统等。
可编程控制器(Programmable Controller)是计算机控制装置家族中的一员,由于其缩写PC 早已成为个人计算机的代名词,而且早期的可编程控制器主要应用于开关量的逻辑控制,因此为区别起见称之为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC。
当然随着技术的发展,今天的PLC绝不意味着只有逻辑控制功能,它是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置;具有体积小、功能强、编程简单、灵活通用、可靠性高、维护方便等一系列优点,广泛应用于各种中小型控制系统(图1为典型的PLC控制系统拓扑结构)。
实验一古典密码算法【实验目的】●理解代替密码学加密过程●理置换替密码学加密过程【实验人数】每组2人【系统环境】Windows【网络环境】交换网络结构【实验工具】CIS工具箱——网络信息安全实验的工具集合,该实验使用加密解密工具。
【实验原理】见《原理篇》实验一∣练习一。
【实验步骤】本练习将主机A和B作为一组,主机C和D作为一组,主机EA和F作为一组.首先使用“快照X”恢复Windows系统环境。
一.手动完成Kaiser密码(1)在实验原理部分我们已经了解了Kaiser密码的基本原理,那么请同学们写出当密钥k=3时,对应明文:data security has evolved rapidly 的密文:GDWD VHFXULWB KDV HYROYHG UDSLGOB。
(2)进入实验平台,单击工具栏中的“工具箱”按钮,打开实验工具箱,在向导区点击“Kaiser密码”。
在明文输入区明文:data security has evolved rapidly。
将密钥K 调节到3,查看相应的密文,并与你手动加密的密文进行比较。
请根据密钥验证密文与明文对应关系是否正确。
二. Kaiser 加密(1)本机进入“工具箱”︳“加密解密”︳“Kaiser 加密”,在明文输入区输入明文(明文应为英文),单击“加密”按钮进行加密。
请将明文记录在这里:asdfghjkl 。
(2)调节密钥k的微调按钮或者对照表的移位按钮,选择合适的密钥k值,并记下该密钥k值以用于同组主机的解密。
加密工作完成后,单击“导出”按钮将密文默认导出到Kaiser共享文件夹(D:\Work\Encryption\ Kaiser\)中,默认文件名为Kaiser密文.txt。
(3)通知同组主机接收密文,并将密钥k通告给同组主机。
(4) 单击“导入”按钮,从共享文件夹中将同组主机的密文导入(即在文件名输入框中填写:\\同组主机IP\ Work\Encryption\ Kaiser\ Kaiser密文. txt)。
CSY2001/2001B型传感器系统综合实验台简介CSY2001/2001B型实验台分主机与实验模块二部分。
2001型主机:传感器实验平台:装有气敏、电容、PSD光电位置、热释电红外、光电(光断续器)、光电阻、集成温度、半导体热敏、铂热电阻、PN结温敏、热电偶、电涡流、磁电、压电加速度、霍尔、湿敏(RH、CH)、电感、双孔悬臂梁称重、半导体应变、金属箔式应变、MPX扩散硅压阻、光纤位移、光栅等二十余种经典和新型的传感器(传感器的种类可根据用户的需要增减)。
以及进行实验所需的两副双平行悬臂梁和螺旋测微仪、位移平台、温控电加热炉、支架、平台、旋转测速电机等,传感器接口位于仪器面板下侧排列。
主机内装有:直流稳压电源:+2V~+10V分五档输出,最大输出电流1.5A+15V 、+ 9V(12V)、激光电源,最大输出电流1.5A 音频信号源:0.4KHz-10KHz输出连续可调,最大Vp-p值20V00、1800端口反相输出00、L V端口功率输出,最大输出电流1.5A1800端口电压输出,最大输出功率300mw低频信号源:1Hz~30Hz输出,连续可调,最大输出电流1.5A,最大Vp-p 值20V,激振I、II的信号频率源。
转换开关的作用:当倒向V0侧时,低频信号源正常使用,V0端输出低频信号,倒向V i侧时,断开低频信号电路,V i作为电流放大器输入端,输出端仍为V0端。
电压/频率表:3 1/2位数字表、电压显示0~2V、0~20V两档,频率显示0~2KHz、0~20KHz两档,灵敏度≤50mv。
温控电加热器:由热电偶控温的300W电加热炉,最高炉温400℃,实验控温200℃。
提供温度传感器热源及热电偶测温、标定及应变传感器加热等功能。
通信接口:标准RS232口,提供实验仪与计算机通信接口。
数据采集卡:12位A/D转换,信号输入端为电压/频率表的“IN”端。
气压源:电动气泵,气压输出≤20KP;气压表:满量程40KP。
整套仪器共有实验模块14个,实验模块电源统一为四芯标准接口。
2001B型主机:装有磁电、压电加速度、半导体应变、金属箔式应变、衍射光栅等传感器,信号源、温控电加热器、显示仪表、电动气压源、数据采集及通信接口性能均与2001型相同。
分别安装在十余个实验模块面板上二十种传感器与2001型主机工作台上安装的传感器性能相同,其中电感、电容、霍尔、光纤、电涡流等传感器可在模块上做静态位移实验,也可安装在主机的振动台上做动态性能测试。
2001B型主机与实验模块的连接线采用了高可靠性的防脱落插座及插头。
实验连接线均用灯笼状的插头及配套的插座,接触可靠,防旋防松脱,并可在使用日久断线后重新修复。
CSY2001/2001B型传感器实验台传感器性能、参数指标:气敏传感器(MO3),对酒精敏感,测量范围10-2000ppm 灵敏度R O/R>5 电容式传感器:2001型:平行变面积差动式电容,线性范围≥3mm。
2001B型:圆筒变面积差动式电容, 线性范围≥3mm。
热释电红外传感器:光谱范围7~15μm,光频响应0.5~10HZ。
光电传感器:红外发光管、光敏三极管及施密特整形电路组成的光断续器。
光电阻:半导体材料制成的光敏传感器,阻值范围10MΩ~nKΩ。
集成温度传感器:电流型集成温度传感器,测量范围-55-200℃。
热电偶:标准热电偶镍铬—镍硅(K分度),温控热电偶镍铬—铜镍(E分度)。
半导体热敏电阻:MF51,负温度系数,测温范围-50-300℃。
铂热电阻:Pt100 测温范围≤650℃。
PN结温敏二极管:测温范围-40-150℃,精度1%。
光纤位移传感器:双支Y型导光型光纤传感器,线性范围1.5mm。
电涡流传感器:量程0-3mm,由扁平线圈和多种金属涡流片组成。
磁电传感器:灵敏度0.4V/m/S,动铁与线圈组成。
霍尔传感器:梯度磁场与锑化铟线性霍尔元件组成,测量范围+2.5mm。
压电加速度传感器:PZT双压电晶片、质量块及压簧组成,频响>5Hz 。
湿敏电容:测量范围:0-99%RH,线性度+2%。
湿敏电阻:测量范围:0-99%RH,阻值范围10MΩ-nkΩ。
差动变动器:一组初级线圈、两组次级线圈及软磁铁心组成,测量范围+5mm。
称重传感器:商用双孔悬臂梁结构,称重范围≤500克,精度1%。
半导体应变计:BY型,灵敏系数120。
金属箔式应变计(贴于双平行悬臂梁上):BHF环氧基底防蠕变,工作片³4,温度补偿片³2,灵敏度系数2.06。
压阻式传感器:MPX压阻式差压传感器,量程0-50KP,精度1%。
光栅莫尔条纹位移传感器:测试精度1%mm。
(仅2001B型有)CCD图象传感器:光敏面尺寸:1/3英寸。
工作电压12V。
实验操作须知:1、使用本仪器前,请先熟悉仪器的基本状况,对各传感器激励信号的大小、信号源、显示仪表、位移及振动机构的工作范围做到心中有数。
2、了解测试系统的基本组成:合适的信号激励源→传感器→处理电路(传感器状态调节机构)→仪表显示(数据采集或图象显示)3、实验操作时,在用实验连接线接好各系统并确认无误后方可打开电源,各信号源之间严禁用连接线短路,2001型主机与模块的电源连接线插头与插座连接时尤要注意标志端对准后插入,如开机后发现信号灯、数字表有异常状况,应立即关机,查清原因后再进行实验。
4、实验连接线插头为灯笼状簧片结构,插入插孔即能保证接触良好,不须旋转锁紧,为延长使用寿命,请捏住插头连接。
5、实验指导中的“注意事项”不可忽略。
传感器的激励信号不准随意加大,否则会造成传感器永久性的损坏。
6、本实验仪为教学实验用仪器,而非测量用仪器,各传感器在其工作范围内有一定的线性和精度,但不能保证在整个信号变化范围都是呈线性变化。
限于实验条件,有些实验只能做为定性演示(如湿敏、气敏传感器),能完成实验指导书中的实验内容,则整台仪器正常。
7、本仪器的工作环境温度≤40℃,需防尘。
8、实验指导书中凡{ }内均为CSY2001B型特有的内容。
实验一金属箔式应变计性能——应变电桥实验目的:1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。
2、测试应变梁变形的应变输出。
3、比较各桥路间的输出关系。
实验原理:本实验说明箔式应变片及直流电桥的原理和工作情况。
应变片是最常用的测力传感元件。
当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化。
通过测量电路,转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种,当电桥平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中,电阻的相对变化率分别为△R1/ R1、△R2/ R2、△R3/ R3、△R4/ R4 ,当使用一个应变片时,∑∆=RRR;当二个应变片组成差动状态工作,则有∑∆=RR2R;用四个应变片组成二个差动对工作,且R1= R2= R3= R4=R,∑∆=RR4R。
实验所需部件:(括号{ }内为2001B型内容)直流稳压电源+4V、公共电路模块(一){公共电路模块}、贴于主机工作台悬臂梁上的箔式应变计、螺旋测微仪、数字电压表实验步骤:1、连接主机与模块电路电源连接线,差动放大器增益置于最大位置(顺时针方向旋到底),差动放大器“+”“—”输入端对地用实验线短路。
输出端接电压表2V档。
开启主机电源,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,调零后模块上的“增益、调零”电位器均不应再变动。
(图1)2、观察贴于悬臂梁根部的应变计的位置与方向,按图(1)将所需实验部件连接成测试桥路,图中R 1、R 2、R 3分别为固定标准电阻,R 为应变计(可任选上梁或下梁中的一个工作片),图中每两个节之间可理解为一根实验连接线,注意连接方式,勿使直流激励电源短路。
将螺旋测微仪装于应变悬臂梁前端永久磁钢上,并调节测微仪使悬臂梁基本处于水平位置。
3、确认接线无误后开启主机,并预热数分钟,使电路工作趋于稳定。
调节模块上的W D 电位器,使桥路输出为零。
4、用螺旋测微仪带动悬臂梁分别向上和向下位移各5mm ,每位移1mm 记录一个输出电压值,并记入下表:根据表中所测数据在坐标图上做出V —X 曲线,计算灵敏度S :S=X /V ∆∆。
注意事项:1、实验前应检查实验连接线是否完好,学会正确插拔连接线,这是顺利完成实验的基本保证。
2、由于悬臂梁弹性恢复的滞后及应变片本身的机械滞后,所以当螺旋测微仪回到初始位置后桥路电压输出值并不能马上回到零,此时可一次或几次将螺旋测微仪反方向旋动一个较大位移,使电压值回到零后再进行反向采集实验。
3、实验中实验者用螺旋测微仪进行位移后应将手离开仪器后方能读取测试系统输出电压数,否则虽然没有改变刻度值也会造成微小位移或人体感应使电压信号出现偏差。
4、因为是小信号测试,所以调零后电压表应置2V 档,用计算机数据采集时应选用200mv 量程。
实验二 金属箔式应变计三种桥路性能比较实验原理:已知单臂、半桥和全桥电路的∑R 分别为△R/ R 、△2R/ R 、4△R/ R 。
根据戴维南定理可以得出测试电桥近似等于41²E ²∑²∑R ,电桥灵敏度Ku=V/△R/R ,于是对于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E 、1/2E 和E 。
由此可知,当E 和电阻相对变化一定时,电桥的灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。
实验所需部件:直流稳压电源(+4V )、公共电路模块{应变式传感器实验模块}、箔式应变计、螺旋测微仪、数字电压表。
实验步骤:1、在完成实验一的基础上,依次将图(1)中的固定电阻R1,换接应变计组成半桥、将固定电阻R2 、R3,换接应变计组成全桥。
2、重复实验一中实验3-4步骤,完成半桥与全桥测试实验。
3、在同一坐标上描出V-X 曲线,比较三种桥路的灵敏度,并做出定性的结论。
注意事项:应变计接入桥路时,要注意应变计的受力方向,一定要接成差动形式,即邻臂受力方向相反,对臂受力方向相同,如接反则电路无输出或输出很小。
实验三 双孔应变传感器——称重实验实验原理:本实验选用的是标准商用双孔悬臂梁式称重传感器,四个特性相同的应变片贴在如图所示位置,弹性体的结构决定了R1和R3、R2 和R4的受力方向分别相同,因此将它们串接就形成差动电桥。
当弹性体受力时,根据电桥的加减特性其输出电压为:R R 4E 4R R R R R R R R 4E U 44332211∆⋅⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆=实验所需部件:直流稳压电源、双孔悬臂梁称重传感器、公共电路模块(一){公共电路模块},称重砝码(20克/个)、数字电压表。
(图2)实验步骤:1、观察称重传感器弹性体结构及贴片位置,连接主机与实验模块的电源连接线,开启主机电源,调节放大器调零电位器使无负载时的称重传感器输出为零。