传感器检测技术实验指导书.

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实验一应变片实验:单臂、半桥、全桥比较

实验目的:了解金属箔式应变片,电桥的工作原理和工作情况,验证单臂、半桥、全桥的性

所需单元和部件:直流稳压电源、主、副电源、双平行梁、应变片、螺旋测微头、电桥、电桥平衡网络、差动放大器、F/V

有关旋钮的初始位置:直流稳压电源打到±4V档,F/V表打到20V档,差动放大器增益打

实验步骤:

1、差动放大器调零(4根线)

用连线将差动放大器的正(+)、负(-)、地短接;将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi 相连;将差动放大器的地和F/V表的地相连;开启主、副电源;调节差动放大器的增益到最大位置,然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零,关闭主、副电源。

2、按照下图接成单臂电桥测试电路(11根线)

图中Rx为应变片,从4个应变片中任意选一个,r及W1为电桥

3、电桥调平衡

把螺旋测微头放置双平行梁悬臂端中心磁柱正上方,两者距离大约5mm,注意不能吸合,双平行梁处于水平位置。选择适当的差动放大器增益,调整电桥平衡电位器旋钮W1,使F /V表读数为零,先20V调零再2V调零。旋动旋钮W1时不要碰接线以避免线路接触不良。

4、测量读数

向下旋转螺旋测微头(顺时针),使其下端慢慢接触双平行梁悬臂端中心磁柱,随着测微头下端的不断下降,双平行梁悬臂端会被吸住,使梁发生向上弯曲变形,导致F/V表读数不为零(读数的正负取决于接入电路中的应变片的箭头方向,即应变片在梁上贴的位置),继续向下旋转螺旋测微头使F/V读数恢复为零,记住螺旋测微头的刻度位置,旋转测微头,每旋转一周使梁移动0.5mm,读一个F/V表读数(读绝对值,注意单位),共读5个数据填入下表。然后向上(逆时针)旋转螺旋测微头,使其脱离双平行梁自由端,关闭主、副电源。

5、半桥电路测量(11根线)

保持放大器增益不变,将R3固定电阻换为与Rx工作状态相反(箭头方向相反)的另一应变片即取二片受力方向不同应变片,形成半桥测量电路。接线时,可直接将R3两端插孔中的线直接换至另一应变片。重复步骤3和4,将测量数据填入下表中。

6、全桥电路测量(13根线)

保持差动放大器增益不变,将R1,R2两个固定电阻换成另两片应变片接成一个直流全桥电路,组桥时注意对臂应变片的受力方向相同,邻臂应变片的受力方向相反,否则相互抵消没有输出(具体接线时保证+4V或-4V连接的两个应变片的工作状态即箭头方向相反即可)。与前面两种测量电路相比多两根线:一是把替换R1和R2的两应变片串联起来,二是把r接入电路当中。重复步骤3和4,将测量数据填入下表中。

7、数据分析

在同一坐标纸上描出X-V曲线,比较三种测量电路

注意事项:

1)差动放大器调零后,在接线和测试过程中不能再旋动调零旋钮。

2)在接测试电路时应将电源关闭,确保接线无误后再开电源。

3)开电源前先把F/V表打到20V,读数时把F/V表打到2V。

4)

5)实验过程中避免使梁发生过大变形,否则会使应变片失效。

6)在用三种电桥测试电路进行测量时应选用相同的差动放大器增益。

7)接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向。

8)测量后,及时将螺旋测微头旋开使双平行梁处于平衡状态。

9)拆除接线时避免用力过大,注意保护实验仪器。

实验二磁电式传感器的性能

实验目的:了解磁电式传器的原理及性能

所需单元及部件:差动放大器、激振器、示波器、磁电传感器、振动平台、主、副电源。有关旋钮的初始位置:差动放大器增益旋钮置于中间,低频振荡器的幅度旋钮置于最小。

实验步骤:

1、接好激振线路(2根线)。

2、观察磁电式传感器的结构,根据下图的电路结构,将磁电式传感器,差动放大器,低通滤波器,双线示波器连接起来,组成一个测量线路,开启主、副电源。

3、调整好示波器,低频振荡器的幅度旋钮固定至某一位置,调节频率,调节时用调节旋钮估读频率,用示波器读出电压峰峰值填入下表:

4、画出测量曲线,并对其进行分析。

注意事项:

1)测量读数时低频振荡器的幅度旋钮应固定至某一位置。

2)正确使用示波器。

思考:试回答磁电式传感器的特点?

实验三电涡流传感器应用——电子秤

实验目的:了解电涡流传器在静态测量中的应用。

所需单元及部件:振动平台、涡流传感器、涡流变换器、F/V表、砝码、差动放大器、电桥、铁测片、主、副电源。

有关旋钮初始位置:电压表置20V档,差动放大器增益旋至最大。

实验步骤:

(1)差动放大器调零(4根线)

用连线将差动放大器的正(+)、负(-)、地短接;将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi 相连;将差动放大器的地和F/V表的地相连;开启主、副电源;调节差动放大器的增益到最大位置,然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零,关闭主、副电源。

(2)按下图中的电路接线。

(3)调整涡流传感器的位置,使其处于线性范围的终点距离附近处(与被测体之间的距离为线性终端处附近,与铁测片距离1-3mm)。

(4)开启主、副电源,调整电桥单元上的电位器W1,使电压表为零。

(5)选择较小的差动放大器增益,在平台上放上砝码,读出表头指示值,填入下表:

(6)在平台上放一重物,记下电压表读数,根据实验数据作出V-W曲线,计算灵敏度及重物的重量。

说明:差动放大器的增益适当,视指示而定。

注意事项:

1)向平台上放置砝码时应轻放,避免向下压平台。

2)涡流变换器左端输入右端输出。

3)砝码重物不得使位移超出线性范围。