设计实践相关操作手册
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附录一：电涡流传感器位移特性实验一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
二、基本原理：通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。
四、实验步骤：1.根据图1安装电涡流传感器。
图8－1电涡流传感器安装示意图图1 电涡流传感器安装示意图图2 电涡流传感器位移实验接线图2.观察传感器结构，这是一个平绕线圈。
3.将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有L的两端插孔中，作为振荡器的一个元件。
4.在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。
5.将实验模板输出端V o与数显单元输入端V i相接。
数显表量程切换开关选择电压20V档。
6.用连结导线从主控台接入15V直流电源接到模板上标有＋15V的插孔中。
7.使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。
将结果列入表1中。
表1 电涡流传感器位移X与输出电压数据8.根据表15－1数据，画出V－X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点，试计算量程为1mm、3 mm及5mm时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。
五、思考题：1.电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm的量程应如何设计传感器？2.用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程使用选用传感器？附录二电子秤实验一、实验目的：了解应变片直流全桥的应用及电路的标定，了解凌华PCI6014的应用，虚拟仪器技术的优势。
二、基本原理：电子秤试验原理为三全桥测量原理，通过对电路的调解、数据采集卡的采集、虚拟仪器程序框图的控制使电路输出的电压值为重量对应值，典雅量纲（V ）改为重量量纲（g ）即成为一条电子秤。
三、需用器件与单元：应变是传感器实验模板、应变式传感器、砝码、凌华PCI6014数据采集卡、CSY2000系列传感器与检测技术实验台、PC 机。
四、实验步骤：1、连接好应变式传感器、应变式传感器模板、凌华PCI6014数据采集卡、CSY2000系列传感器与检测技术实验台、PC 机。
按图1全桥接线。
图1接主控箱电源输出接主控箱 电源输出接数显表 Vi应变传感器实验模板加热器2、接入模板电源 15V（丛主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调解增益电位器R顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大调零，方法为江差3W放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器R，是使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。
关闭主控w4箱电源。
合上主控箱开关电源，调节电桥平衡电位器R，使数显表显示0.00V。
w13、将10只砝码全部置于产感器的托盘上，调节电位器R（增益即满量程调节），使3W数显表显示为0.200V（2V档测显）或-0.200V。
4、拿去托盘上的所有砝码，调节电位器R（零位调节），使数显表显示为0.00V或-0.00V。
w45、重复3、4步骤地标定过程，一直到精确为止。
闭合主控箱电源。
6、打开主控箱电源，运行虚拟仪器程序，逐个添加砝码，采集数据。
7、将砝码一次放在托盘上，填下表：附录三振动测量硬件系统介绍3.1 硬件总体构架本实验中主要用到的硬件设备有CYS-2000实验平台，应变式传感器实验模板、相敏检波器模板，NI PCI-6014，SC 2075以及装有LabVIEW软件平台的计算机。
系统的硬件部分完成从信号的产生直到信号转化为计算机可识别的数字信号最终输入计算机，用于软件系统的分析处理，整个是一个有机的整体。
首先，由CYS-2000试验台产生一个可以调节幅值和频率的正弦波信号，通过输入振动实验模块的激振器，通过施加在激振器上的电压的不断变化来驱动线圈，产生一个周期性变化的电磁信号来使弹簧片产生一个稳定的振动。
然后用黏贴在弹簧片表面上的电阻应变片将振动信号转化为变化的电阻信号，接着通过将电阻应变片接入相应桥电路将电阻变化转变为电压的变化，通过仪用放大电路的放大之后信号进入相敏检波器模板进行信号的滤波调理等处理，最终将信号转化为数据采集卡可以接受的信号进入数据采集卡。
在数据采集卡中最终将信号转换为一个计算机可以接受处理的信号，为软件系统所处理和分析。
作为一个有机的整体，在整个系统中，硬件部分为整个系统的实现起着基础性至关重要的作用，硬件部分的稳定性与否之间影响到整个系统的稳定。
图3.1 系统硬件结构图3.2 硬件模块3.2.1 CYS-2000实验平台[3]CYS-2000实验平台------CYS-2000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。
CYS-2000系列传感器与检测技术实验台由主控台、三源板（温度源、转动源、振动源）、传感器（基本型18个、增强型23个）、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌等六部分组成。
（1）主控台：提供高稳定的±15V、＋5V、±2V～±10V可调、＋2V～＋24V可调八种直流稳压电源；主控台面板上还装有电压、频率、转速显示。
音频信号源（音频振荡器）1KHz～10KHz（可调）；低频信号源1Hz～30Hz(可调)；气压源0～20kpa可调，高精度温度调节仪表（控制温精度±0.5℃）；RS232计算机串行接口；流量计。
（2）三源板：装有振动台1HZ～30HZ（可调）；旋转源0～2400转/分（可调）；加热源常温：150℃（可调）。
（3）传感器：基本型传感器包括：电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式传感器、霍尔式传感器、霍尔式转速传感器、磁电式传感器、压电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器、集成温度传感器、K型热电偶、E型热电偶、Pt100铂电阻、Cu铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共十八个。
（4）实验模块部分：普通型有应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式、电涡流、光纤位移、温度、移相/相敏检波/滤波十个模块。
实验平台如下图所示：图3.2 CYS-2000实验平台在本课题中，CYS-2000实验平台主要用于提供激振器的起振信号以及对应变传感器的应变片电阻大小的输出。
3.2.2 应变式传感器实验模板应变式传感器实验模板---主要完成将在振动运动下电阻应变片的阻值变化转化为电压变化，然后完成对这个电压信号的放大，整个实验模板主要由一个桥电路和一个仪用放大电路组成，其中桥电路主要完成对应变式传感器的电阻向电压的转变，仪用放大电路主要完成对桥电路输出的电压信号的放大等操作。
具体实物图如下图所示：图3.3 应变传感器实验模板3.2.3 相敏检波器实验模板相敏检波器模板----这个模块主要由三部分组成，即移相器，相敏检波器，低通滤波器。
其中移相器主要完成对波形的相位进行调整，移相器的作用是将信号的相位移动一个角度，其工作原理根据不同的构成而存在差异。
相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路，包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。
第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。
对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。
为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。
低通滤波器容许低频信号通过, 但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。
对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。
相敏检波模块的部分电路原理图如下所示：图3.4移相器电路原理图图3.5相敏检波器的电路原理图3.2.4 系统调理变换硬件电路连线图此电路连线图主要完成对信号的调理，将信号处理成数据采集卡可以接受处理的信号，这个连线图主要由一个桥电路，一个仪用放大电路以及一个相敏检波模块组成。
同时实验面板上可以对特定的电阻进行调节，以达到对增益大小和滤波性能的调节。
图3.6 系统调理变换硬件电路连线图附录四电容式位移传感器静态特性实验步骤通道创建好之后就可以开始进行实验了，首先进行静态特性实验，步骤如下：1．根据实验说明书将电容传感器装于电容传感器实验模板上。
2.将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见下图:图5.4 电容传感器位移实验接线图图5.5 连线插座编号（ 1、3为电源线，2、4为信号输出）3．将电容传感器实验模板的输出端Vo1与数显表单元Vi相接（插入主控箱Vi孔），Rw 调节到中间位置。
4．接入±15V电源。
5．开始运行程序，选择通道，输入实验人姓名、日期。
6．旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔0.5mm依次按下前面板上的采集按钮。
7. 若采满10点则实验结束，保存实验数据。
