檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、目 錄實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片性能單臂電橋型2實(shí)驗(yàn)二 金屬箔式應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較3實(shí)驗(yàn)三 應(yīng)變片的溫度影響3實(shí)驗(yàn)四 直流全橋的應(yīng)用電子秤之一3實(shí)驗(yàn)五 熱電偶原理及現(xiàn)象3實(shí)驗(yàn)六 移相器實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)七 相敏檢波器實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)八 差動變壓器性能3實(shí)驗(yàn)九 差動變壓器零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償3實(shí)驗(yàn)十 差動變壓器的應(yīng)用振動測量3實(shí)驗(yàn)十一 電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定3實(shí)驗(yàn)十二 被測體材料對電渦流傳感器特性的影響3實(shí)驗(yàn)十三 電渦流式傳感器的應(yīng)用振幅測量3實(shí)驗(yàn)十四 電渦傳感器應(yīng)用電子秤之三3實(shí)驗(yàn)十五 霍爾式傳感器的特性直流激勵3實(shí)驗(yàn)十六 霍爾式傳感器的應(yīng)用電子秤之四3實(shí)驗(yàn)十七 霍爾式傳感的特性交流激勵3實(shí)驗(yàn)十八 霍

2、爾式傳感器的應(yīng)用振幅測量3實(shí)驗(yàn)十九 磁電式傳感器的性能3實(shí)驗(yàn)二十 壓電傳感器的動態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)二十一 差動變面積式電容傳感器的靜態(tài)及動態(tài)特性3實(shí)驗(yàn)二十二 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)二十三 光纖位移傳感器靜態(tài)實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)二十四 光纖位移傳感器的動態(tài)測量一3實(shí)驗(yàn)二十五 光纖位移傳感器的動態(tài)測量二3實(shí)驗(yàn)二十六 pn結(jié)溫度傳感器測溫實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)二十七 熱敏電阻演示實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)二十八 氣敏傳感器（mq3）實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)二十九濕敏電阻（rh）實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)三十 光電傳感器（反射型）測轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)3附錄：傳感器實(shí)驗(yàn)儀器面板分布圖錯誤！未定義書簽。實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片性能單臂電橋型實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片，單臂單

3、橋的工作原理和工作情況。所需單元及部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動放大器、應(yīng)變片傳感器、砝碼、電壓表、電源。旋鈕初始位置：直流穩(wěn)壓電源調(diào)到4v，電壓表打到20v擋，差動放大增益最大。實(shí)驗(yàn)步驟：1了解所需單元、部件在實(shí)驗(yàn)儀上的所在位置，觀察應(yīng)變片傳感上的應(yīng)變片，應(yīng)變片為棕色襯底箔式結(jié)構(gòu)小方薄片。上下二片梁的外表面各貼二片受力應(yīng)變片和一片補(bǔ)償應(yīng)變片。2將差動放大器調(diào)零：用連線將差動放大器的正（）、負(fù)（）、地短接。將差動放大器的輸出端與電壓表的輸入插口ui 相連；開啟電源；調(diào)節(jié)差動放大器的增益到最大位置，然后調(diào)整差動放大器的調(diào)零旋鈕使電壓表顯示為零，關(guān)閉電源。根據(jù)圖接線r1、r2、r3為電橋單元的固定

4、電阻。rx為應(yīng)變片；將穩(wěn)壓電源的調(diào)置4v，電壓置20v擋。開啟電源，調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)中的w1，電壓表顯示為零，然后將電壓表置2v擋，再調(diào)電橋w1（慢慢地調(diào)），使電壓表顯示為零。圖 原理圖及接線參考圖3用手輕輕的按一下應(yīng)變片傳感器上的托盤，松開手后觀察差動放大輸出是否為0，如果不是，就還需要繼續(xù)調(diào)節(jié)w，使輸出為0。反復(fù)操作這個步驟2-3遍就可以了。將砝碼逐個輕輕的放在應(yīng)變片傳感器的托盤上，放置砝碼的時(shí)候不能碰到導(dǎo)線以及實(shí)驗(yàn)儀的其他部位，每放一個砝碼記入下一個數(shù)據(jù)。4x20g記一個數(shù)值填入下表：位移（g）電壓（mv）據(jù)所得結(jié)果計(jì)算靈敏度svx（式中x為梁的自由端位移變化，v為相應(yīng)電壓表顯示的電壓相

5、應(yīng)變化）。5實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源，所有旋鈕轉(zhuǎn)到初始位置。注意事項(xiàng)：1電橋上端虛線所示的四個電阻實(shí)際上并不存在，僅作為一標(biāo)記，讓學(xué)生組橋容易。2為確保實(shí)驗(yàn)過程中輸出指示不溢出，可先將砝碼加至最大重量，如指示溢出，適當(dāng)減小差動放大增益，此時(shí)差動放大器不必重調(diào)零。3做此實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將低頻振蕩器的幅度關(guān)至最小，以減小其對直流電橋的影響。4電位器w1、w2，在有的型號儀器中標(biāo)為rd、ra。問題： 本實(shí)驗(yàn)電路對直流穩(wěn)壓電源和對放大器有何要求？實(shí)驗(yàn)二（a） 金屬箔式應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證單臂、半橋、全橋的性能及相互之間關(guān)系。所需單元和部件：直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、電橋、電壓表、砝碼、應(yīng)變片傳

6、感器、電源。有關(guān)旋鈕的初始位置：直流穩(wěn)壓電源調(diào)到4v，電壓表打到20v擋，差動放大器增益打到最大。實(shí)驗(yàn)步驟：1按實(shí)驗(yàn)一方法將差動放大器調(diào)零后，關(guān)閉電源。2按a,b,c接線，圖中rx為工作片，r及w1為調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。 a.單臂電橋參考接線圖3在傳感器托盤上放上一只砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個數(shù)值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度s=vw，并作出v-w關(guān)系曲線，v為電壓變化率，w為相應(yīng)的重量變化率。重量（g）電壓（mv）b.半橋參考接線圖4保持放大器增益不變，將r3固定電阻換為與rx工作狀態(tài)相反的另一應(yīng)變片即取二片受力方向不同應(yīng)變片，形成半橋，調(diào)節(jié)電橋w1使電壓

7、表顯示表顯示為零，重復(fù)（3）過程同樣測得讀數(shù)，填入下表：重量（g）電壓（mv） c.全橋?qū)嶒?yàn)參考圖5保持差動放大器增益不變，將r1，r2兩個固定電阻換成另兩片受力應(yīng)變片組橋時(shí)只要掌握對臂應(yīng)變片的受力方向相同，鄰臂應(yīng)變片的受力方向相反即可，否則相互抵消沒有輸出。接成一個直流全橋，調(diào)節(jié)電橋w1同樣使電壓表顯示零。重復(fù)（3）過程將讀出數(shù)據(jù)填入下表：重量（g）電壓（mv）6在同一坐標(biāo)紙上描出x-v曲線，比較三種接法的靈敏度。注意事項(xiàng)：1在更換應(yīng)變片時(shí)應(yīng)將電源關(guān)閉。2在實(shí)驗(yàn)過程中如發(fā)現(xiàn)電壓表發(fā)生過載，應(yīng)將電壓量程擴(kuò)大。3在本實(shí)驗(yàn)中只能將放大器接成差動形式，否則系統(tǒng)不能正常工作。4直流穩(wěn)壓電源4v不能打的

8、過大，以免損壞應(yīng)變片或造成嚴(yán)重自熱效應(yīng)。5接全橋時(shí)請注意區(qū)別各應(yīng)變片子的工作狀態(tài)方向。實(shí)驗(yàn)三 應(yīng)變片的溫度影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉁囟葘?yīng)變測試系統(tǒng)的影響。 所需單元和部件：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、+5v不可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動放大器、電壓表、加熱器、雙孔懸臂梁稱重傳感器、應(yīng)變片、砝碼、水銀溫度計(jì)（自備）、電源。有關(guān)旋鈕的初始位置：電源關(guān)閉、直流穩(wěn)壓電源調(diào)置4v擋，電壓表置20v擋，差動放大器增益旋鈕置最大。實(shí)驗(yàn)步驟：1了解加熱器在實(shí)驗(yàn)儀所在的位置及加熱符號，加熱器封裝在雙孔懸臂梁下片梁的表面，結(jié)構(gòu)為電阻絲。2將差動放大器的（）、（）輸入端與地短接，輸出端插口與電壓表的輸入插口vi相連。開啟電源，調(diào)

9、節(jié)差放零點(diǎn)旋鈕，使電壓表顯示零。再把電壓表的切換開關(guān)置2v擋，細(xì)調(diào)差放零點(diǎn)，使電壓表顯示零。關(guān)閉電源，電壓表的切換開關(guān)置20v擋，拆去差動放大器輸入端的連線。3按圖1接線，開啟電源，調(diào)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)的w1電位器，使電壓表顯示零，然后將電壓表的切換開關(guān)置2v擋,調(diào)w1電位器，使電壓表顯示零。4在傳感器托盤上放上所有砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值。將-15v電源連到加熱器的一端插口，加熱器另一端插口接地；電壓表的顯示在變化，待電壓表顯示穩(wěn)定后，記下顯示數(shù)值。比較二種情況的電壓表數(shù)值，即為溫度對應(yīng)變電橋的影響。5實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源，所有旋鈕轉(zhuǎn)至初始位置。實(shí)驗(yàn)四 直流全橋的應(yīng)用電子秤之一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私庵绷鞴╇?/p>

10、的金屬箔式應(yīng)變片電橋的實(shí)際應(yīng)用。所需單元及部件：電橋、差動放大器、電壓表、砝碼、電源、應(yīng)變片傳感器。實(shí)驗(yàn)步驟：1 將差動放大器調(diào)整為零：將差動放大（）、（）輸入端與地短接，輸出端與電壓表輸入端ui相連，開啟電源后調(diào)差放的調(diào)零旋鈕使電壓表顯示為零，再將電壓表切換開關(guān)置2v擋，再細(xì)調(diào)差放調(diào)零旋鈕使電壓表顯示為零，然后關(guān)閉電源。 圖52按圖5接線，圖中r1、r2、r3、rx為應(yīng)變片所替代。 3在傳感器托盤上放上一只砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個數(shù)值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度s=vw，并作出v-w關(guān)系曲線，v為電壓變化率，w為相應(yīng)的重量變化率。4在托盤的自由

11、端加所有砝碼，調(diào)節(jié)差放增益旋鈕，使電壓表顯示對應(yīng)的量值，去除所有砝碼，調(diào)w1使電壓表顯示零，這樣重復(fù)幾次即可。5在托盤上逐一加上砝碼，把電壓表的顯示值填入下表。并計(jì)算靈敏度。w(g)v(v)6托盤上放上一個重量未知的重物，記錄電壓表的顯示值，得出未知重物的重量注意事項(xiàng)：砝碼和重物應(yīng)放在梁自由端的磁鋼上的同一點(diǎn)。思 考：要將這個電子秤方案投入實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)如何改進(jìn)？實(shí)驗(yàn)五 熱電偶原理及現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄犭娕嫉脑砑艾F(xiàn)象所需單元及附件：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、電壓表、加熱器、熱電偶、數(shù)字溫度計(jì)（自備）、電源旋鈕初始位置：電壓表切換開關(guān)置200mv擋，差動放大器增益最大。實(shí)驗(yàn)步驟：1了解熱電

12、偶原理：兩種不同的金屬導(dǎo)體互相焊接成閉合回路時(shí)，當(dāng)兩個接點(diǎn)溫度不同時(shí)回路中就會產(chǎn)生電流，這一現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，產(chǎn)生電流的電動勢叫做熱電勢。通常把兩種不同金屬的這種組合稱為熱電偶。具體熱電偶原理參考教課書。2解熱電偶在實(shí)驗(yàn)儀上的位置及符號，實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶是由銅康銅組成的簡易熱電偶，分度號為t。實(shí)驗(yàn)儀有兩個熱電偶，它封裝在雙平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中間二根細(xì)金屬絲焊成的一點(diǎn)，就是熱電偶）和下片梁的下表面，二個熱電偶串聯(lián)在一起產(chǎn)生熱電勢為二者的總和。3按圖2接線，開啟電源，調(diào)節(jié)差動放大器調(diào)零旋鈕，使電壓表顯示零，記錄下自備溫度計(jì)的室溫。圖2 熱電偶實(shí)驗(yàn)接線參考圖4將可調(diào)直流電源電壓調(diào)制1

13、v，再接入加熱器的一端，加熱器的另一端接地，觀察電壓表顯示值的變化，待顯示值穩(wěn)定不變時(shí)記錄下電壓表顯示的讀數(shù)e。5用數(shù)字溫度計(jì)測出上梁表面熱電偶處的溫度t并記錄下來。（注意：溫度計(jì)的測溫探頭不要觸到應(yīng)變片，只要觸及熱電偶處附近的梁體即可）。6逐步改變供電電源電壓為2v、3v 、4v，（注意！不能大于5伏）重復(fù)步驟4、5。7根據(jù)熱電偶的熱電勢與溫度之間的關(guān)系式：eab(t,to)=eab(t,tn)+eab(tn,to)其中：t -熱電偶的熱端（工作端或稱測溫端）溫度。tn-熱電偶的冷端（自由端即熱電勢輸出端）溫度也就是室溫。to-0熱端溫度為t,冷端溫度為室溫時(shí)熱電勢。eab(t,tn)=(f

14、/v顯示表e)/100*2(100為差動放大器的放大倍數(shù)，2為二個熱電偶串聯(lián))。熱端溫度為室溫，冷端溫度為0，銅康銅的熱電勢：eab(tn,to):查附表的熱電偶自由端為0時(shí)的熱電勢和溫度的關(guān)系即銅康銅熱電偶分度表，得到室溫（溫度計(jì)測得）時(shí)熱電勢。計(jì)算：熱端溫度為t，冷端溫度為0時(shí)的熱電勢，eab(t,to),根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查分度表得到溫度t。8熱電偶測得溫度值與自備溫度計(jì)測得溫度值相比較，計(jì)算測量誤差。（注意：本實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶為簡易熱電偶，并非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，可能誤差較大，只需按實(shí)際情況計(jì)算即可）。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源，尤其是加熱器電源，其他旋鈕置原始位置。室溫（tn）讀數(shù)：加熱電壓1v2v3

15、v4v數(shù)字溫度計(jì)讀數(shù)測量點(diǎn)熱電勢計(jì)算溫度值測量誤差（%） 思考：1為什么差動放大器接入熱電偶后需再調(diào)節(jié)差動放大器零點(diǎn)？2測量溫度產(chǎn)生的誤差原因有哪些？實(shí)驗(yàn)六 移相器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私膺\(yùn)算放大器構(gòu)成的移相電路的原理及工作情況所需單元及部件：移相器、音頻振蕩器、雙線（雙蹤）示波器、電源實(shí)驗(yàn)步驟：1了解移相器在實(shí)驗(yàn)儀所在位置及電路原理（見圖3）。圖3 參考接線圖2將音頻振蕩器的信號引入移相器的輸入端（音頻信號從0、180插口輸出均可），開啟電源。3將示波器的兩根線分別接到移相器的輸入和輸出端，調(diào)整示波器，觀察示波器的波形。旋動移相器上的電位器，觀察兩個波形間相位的變化。改變音頻振蕩器的頻率,觀察不同

16、頻率的最大移相范圍。思 考：分析本移相器的工作原理，并解釋所觀察到的現(xiàn)象。提示：a1、r1、r2、r3、c超前移相，在r3r1時(shí)，kf1（j）=vm/v=-(1-j rwc2)/(1+jr2c1),kf1()=1, f1()=- -2tg-1r2c1。a2、r4、r5、rw、c2滯后移相，在r5r4時(shí)，kf2（j）=v/vm=(1-jrwc2)/(1+jc2),kf2()=1, f2()=-2tg-1rwc1，2f 。分析：f一定時(shí)rw=0k10k，相移及rw一定時(shí)，f變化相移。2如果將雙線示波器改為單蹤示波器，兩路信號分別從軸和軸送入，根據(jù)李沙育圖形是否可完成此實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)七 相敏檢波器實(shí)驗(yàn)實(shí)

17、驗(yàn)?zāi)康模毫私庀嗝魴z波器的原理和工作情況。所需單元和部件：相敏檢波器、移相器、音頻振蕩器、雙線示波器（自備）、直流穩(wěn)壓電源、低通濾波器、轉(zhuǎn)速/頻率表、電源。有關(guān)旋鈕的初始位置:音頻振蕩器頻率為khz，幅度置最?。鏁r(shí)針到底），直流穩(wěn)壓電源輸出調(diào)置于2v，電源關(guān)閉。 實(shí)驗(yàn)步驟： 1了解相敏檢波器和低通濾波器在實(shí)驗(yàn)儀面板上的符號。2根據(jù)圖4a的電路接線，將音頻振蕩器的信號0輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端（1），把直流穩(wěn)壓電源2v輸出接至相敏檢波器的參考輸入端（5），把示波器兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端（1）和輸出端（3）組成一個測量線路。圖4 a3調(diào)整好示波器，開啟電源，調(diào)整音頻振蕩器的幅度

18、旋鈕，示波器輸出電壓為峰峰值4v。觀察輸入和輸出波的相位和幅值關(guān)系。4改變參考電壓的極性（除去直流穩(wěn)壓電源2v輸出端與相敏檢波器參考輸入端（5）的連線，把直流穩(wěn)壓電源的2v輸出接至相敏檢波器的參考輸入端（5），觀察輸入和輸出波形的相位和幅值關(guān)系。由此可得出結(jié)論，當(dāng)參考電壓為正時(shí)，輸入和輸出 相，當(dāng)參考電壓為負(fù)時(shí)，輸入和輸出 相，此電路的放大倍數(shù)為 倍。 5關(guān)閉電源，根據(jù)圖4b電路重新接線，將音頻振蕩器的信號從0輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端1，將從0輸出端輸出接至相敏檢波器的參考輸入端2，把示波器的兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入1和輸出端3，將相敏檢波器輸出端3同時(shí)與低通濾波器的輸入端連接

19、起來，將低能濾波器的輸出端與直流電壓表連接起來，組成一個測量線路。圖4 b6開啟電源，調(diào)整音頻振蕩器的輸出幅度，同時(shí)記錄電壓表的讀數(shù)，填入下表。單位：vip-p0.5124816vo7 關(guān)閉電源，根據(jù)圖c的電路重新接線，將音頻振蕩器的信號從輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端1，將從輸出端輸出接至移相器的輸入端，將從移相器輸出端接至相敏檢波器的參考輸入端2，把示波器的兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端1和輸出端3，將相敏檢波器輸出端3同時(shí)與低通濾波器輸入端連接起來，將低通濾波器的輸出端與直流電壓表連接起來，組成一測量線路。圖4 c8開啟電源，轉(zhuǎn)動移相器上的移相電位器，觀察示波器的顯示波形及電壓表的

20、讀數(shù)，使得輸出最大。9調(diào)整音頻振蕩器的輸出幅度，同時(shí)記錄電壓表的讀數(shù)，填入下表。單位：vip-p0.51246816vo思 考：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道相敏檢波器的作用是什么? 移相器在實(shí)驗(yàn)線路中的作用是什么？（即參考端輸入波形相位的作用）在完成第五步驟后，將示波器兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端1和附加觀察端6和2，觀察波形來回答相敏檢波器中的整形電路是將什么波轉(zhuǎn)換成什么波，相位如何？起什么作用？當(dāng)相敏檢波器的輸入與開關(guān)信號同相時(shí)，輸出是什么極性的什么波，電壓表的讀數(shù)是什么極性的最大值。實(shí)驗(yàn)八 差動變壓器性能實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒幼儔浩髟砑肮ぷ髑闆r。所需單元及部件：音頻振蕩器、測微頭、示波器

21、、電源、差動變壓器、振動平臺。有關(guān)旋鈕初始位置：音頻振蕩器4khz8khz之間，雙線示波器第一通道靈敏度500mv/div ,第二通道靈敏度10mv/div，觸發(fā)選擇打到第一通道，電源關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)步驟：圖6 參考接線圖 1根據(jù)圖6接線，將差動變壓器、音頻振蕩器、雙線示波器連接起來，組成一個測量線路。開啟電源，將示波器探頭分別接至差動變壓器的輸入端和輸出端，觀察差動變壓器源邊線圈音頻振蕩器激勵信號峰峰值為2v。2轉(zhuǎn)動測微頭使測微頭與振動平臺吸合。再向上轉(zhuǎn)動測微頭mm，使振動平臺往上位移。往下旋動測微頭，使振動平臺產(chǎn)生位移。每位移0.2mm，用示波器讀出差動變壓器輸出端的峰峰值填入下表，根據(jù)所得數(shù)據(jù)

22、計(jì)算靈敏度。（式中為電壓變化，為相應(yīng)振動平臺的位移變化），作出關(guān)系曲線。（mm）5mm4.8mm4.6mm0.2mm0mm-0.2mm-4.8mm-5mmvo(p-p)思 考：1根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指出線性范圍。2當(dāng)差動變壓器中磁棒的位置由上到下變化時(shí)，雙線示波器觀察到的波形相位會發(fā)生怎樣的變化？3用測微頭調(diào)節(jié)振動平臺位置，使示波器上觀察到的差動變壓器的輸出端信號為最小，這個最小電壓稱作什么？由于什么原因造成？實(shí)驗(yàn)九 差動變壓器零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f明如何用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)線路對殘余電壓進(jìn)行補(bǔ)償。所需單元及部件：音頻振蕩器、測微頭、電橋、差動變壓器、差動放大器、雙線示波器、振動平臺、電源。有關(guān)旋鈕

23、的初始位置：音頻振蕩器4khzkhz之間，雙線示波器第一通道靈敏度500mv/div，第二通道靈敏度1v/div，觸發(fā)選擇打到第一通道，差動放大器的增益旋到最大。實(shí)驗(yàn)步驟：1 按圖7接線，音頻振蕩從lv插口輸出，w1，w2，r,c,為電橋單元中調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。2開啟電源，利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度鈕使示波器一通道顯示出為2伏峰峰值。調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率，使示波器二通道波形不失真。3調(diào)整測微頭，使差動放大器輸出電壓最小。 4依次調(diào)整w1，w2，使輸出電壓進(jìn)一步減小，必要時(shí)重新調(diào)節(jié)測微頭，盡量使輸出電壓最小。5 將二通道的靈敏度提高，觀察零點(diǎn)殘余電壓的波形，注意與激勵電壓波形相比較。經(jīng)過補(bǔ)償后的殘余

24、電壓波形：為 波形，這說明波形中有 分量。6經(jīng)過補(bǔ)償后的殘余電壓大小：v殘余p-p=v殘余p-p/100與實(shí)驗(yàn)十六未經(jīng)補(bǔ)償殘余電壓相比較。7實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉電源。注意事項(xiàng)：1由于該補(bǔ)償線路要求差動變壓器的輸出必須懸浮。因此次級輸出波形難以用一般示波器來看，要用差動放大器使雙端輸出轉(zhuǎn)換為單端輸出。2音頻信號必須從lv插口引出。思 考：本實(shí)驗(yàn)也可把電橋平衡網(wǎng)絡(luò)搬到次級圈上進(jìn)行零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償。圖7 參考接線圖實(shí)驗(yàn)十 差動變壓器的應(yīng)用振動測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒幼儔浩鞯膶?shí)際應(yīng)用。所需單元及部件：音頻振蕩器、差動放大器、移相器、相敏檢波器、電橋、低通濾波器、轉(zhuǎn)速/頻率表、低頻振蕩器、激振器、示波器、電源

25、、差動變壓器、振動平臺。有關(guān)旋鈕初始位置：音頻振蕩4khzkhz之間，差動放大器增益最大，低頻振蕩器頻率鈕置最小，幅值鈕置中。實(shí)驗(yàn)步驟：1 按圖8的接線，調(diào)節(jié)測微頭遠(yuǎn)離振動臺（不用測微頭），將低頻振蕩器中的鈕子開關(guān)波動到激振線圈的位置，開啟電源，調(diào)節(jié)低頻振蕩器幅度鈕置中，頻率從最小慢慢調(diào)大，讓振動臺起振并振動幅度適中（如振動幅度太小可調(diào)大幅度旋鈕）。圖8 參考接線圖2將音頻鈕置5khz，幅度鈕置2vp-p。用示波器觀察各單元，即：差放、檢波、低通輸出的波形（示波器軸掃描為ms/divms/div，y軸ch1或ch2旋鈕打到0.2v2v）。調(diào)節(jié)移相器和相敏檢波的時(shí)候，用示波器觀察相敏檢波的輸出信

26、號，是的輸出的信號為一個類似于全波整流的波形就可以。3保持低頻振蕩器的幅度不變，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率，接線如圖8所示，用示波器觀察低通濾波器的輸出，讀出峰峰電壓值，記入數(shù)據(jù)的時(shí)候，在頻率超過20hz的時(shí)候，由于振幅很小，不利于記入數(shù)據(jù)，我們可以記入在7hz左右的更多的數(shù)據(jù)。記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表：f(hz)34567810122025vp-p(v)4根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的振幅頻率(幅頻)特性曲線，指出振動平臺自振頻率（諧振頻率）的大致值，并與用應(yīng)變片測出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相比較。5實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。注意事項(xiàng)：適當(dāng)選擇低頻激振電壓，以免振動平臺在自振頻率附近振幅過大。問 題：如果用直流電壓表來讀數(shù)，需增加

27、哪些測量單元，測量線路該如何？實(shí)驗(yàn)十一 電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流式傳感器的原理及工作性能所需單元及部件：渦流變換器、電壓表、測微頭、鐵測片、渦流傳感器、示波器、振動平臺、電源。實(shí)驗(yàn)步驟：裝好傳感器（傳感器對準(zhǔn)鐵測片安裝）和測微頭。觀察傳感器的結(jié)構(gòu)，它是一個扁平線圈。用導(dǎo)線將傳感器接入渦流變換器輸入端，將輸出端接至電壓表，電壓表置于20v擋，見圖10，開啟電源。圖10 參考接線圖 用示波器觀察渦流變換器輸入端的波形。如發(fā)現(xiàn)沒有振蕩波形出現(xiàn)，再將被測體移開一些?？梢姡ㄐ螢?波形，示波器的時(shí)基為 us/cm，故振蕩頻率約為 。適當(dāng)調(diào)節(jié)傳感器的高度，使其與被測鐵片接觸，從此開始讀

28、數(shù)，記下示波器及電壓表的數(shù)值，填入下表：建議每隔0.10mm讀數(shù)，到線性嚴(yán)重變壞為止。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在坐標(biāo)紙上畫出曲線，指出大致的線性范圍，求出系統(tǒng)靈敏度。（最好能用誤差理論的方法求出線性范圍內(nèi)的線性度、靈敏度）?？梢姡瑴u流傳感器最大的特點(diǎn)是 ，傳感器與被測體間有一個最佳初始工作點(diǎn)。這里采用的變換電路是一種 。實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉電源。(mm)vp-p(v)v(v)注意事項(xiàng)：被測體與渦流傳感器測試探頭平面盡量平行，并將探頭盡量對準(zhǔn)被測體中間，以減少渦流損失。實(shí)驗(yàn)十二 被測體材料對電渦流傳感器特性的影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獗粶y體材料對渦流傳感器性能的影響。所需單元及部件：渦流傳感器、渦流變換器、鐵測片、電壓表

29、、測微頭、鋁測片、振動臺、電源。實(shí)驗(yàn)步驟：1安裝好渦流傳感器，調(diào)整好位置。裝好測微頭。2按圖11接線，檢查無誤，開啟電源。3從傳感器與鐵測片接觸開始，旋動測微頭改變傳感器與被測體的距離，記錄電壓表讀數(shù)，到出現(xiàn)明顯的非線性為止，然后換上鋁測片重復(fù)上述過程，結(jié)果填入下表（建議每隔0.05mm讀數(shù)）：x(mm)v鋁(v)v鐵(v)4根據(jù)所得結(jié)果，在同一坐標(biāo)紙上畫出被測體為鋁和鐵的兩條曲線，照實(shí)驗(yàn)二十二的方法計(jì)算靈敏度與線性度，比較它們的線性范圍和靈敏度。關(guān)閉電源?？梢?，這種電渦流式傳感器在被測體不同時(shí)必須重新進(jìn)行 工作。注意事項(xiàng)：傳感器在初始時(shí)可能為出現(xiàn)一段死區(qū)。此渦流變換線路屬于變頻調(diào)幅式線路，傳

30、感器是振蕩器中一個元件，因此材料與傳感器輸出特性之間的關(guān)系與定頻調(diào)幅式線路不同。實(shí)驗(yàn)十三 電渦流式傳感器的應(yīng)用振幅測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流式傳感器測量振動的原理和方法。所需單元及部件：電渦流傳感器、渦流變換器、差動放大器、電橋、鐵測片、直流穩(wěn)壓電源、低頻振蕩器、激振線圈、電壓表、轉(zhuǎn)速/頻率表、示波器、電源。有關(guān)旋鈕的初始位置:差動放大器增益置最?。鏁r(shí)針到底），直流穩(wěn)壓電源調(diào)置。實(shí)驗(yàn)步驟：1轉(zhuǎn)動測微器，將振動平臺中間的磁鐵與測微頭分離，使梁振動時(shí)不至于再被吸?。ㄟ@時(shí)振動臺處于自由靜止?fàn)顟B(tài)），適當(dāng)調(diào)節(jié)渦流傳感器頭的高低位置（目測）。2根據(jù)圖11的電路結(jié)構(gòu)接線，將渦流傳感器探頭、渦流變換器、電橋平

31、衡網(wǎng)絡(luò)、差動放大器、電壓表、直流穩(wěn)壓電源連接起來，組成一個測量線路（這時(shí)直流穩(wěn)壓電源應(yīng)調(diào)置于4），電壓表置20v擋,開啟電源。圖11 參考接線圖 3調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)，使電壓表讀數(shù)為零。4去除差動放大器與電壓表連線，將差動放大器的輸出與示波器連起來，將轉(zhuǎn)速頻率表并將低頻振蕩器中的鈕子開關(guān)打向激振線圈的位置。5固定低頻振蕩器的幅度旋鈕至某一位置（以振動臺振動時(shí)不碰撞其他部件為好），調(diào)節(jié)頻率，調(diào)節(jié)時(shí)用頻率表監(jiān)測頻率，用示波器讀出峰峰值填入下表，關(guān)閉電源。f/(hz)3hz25hzv/(p-p)思 考：1根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道振動臺的自振頻率大致為多少？2如果已知被測梁振幅為0.2mm，傳感器是否一定要安

32、裝在最佳工作點(diǎn)？3如果此傳感器僅用來測量振動頻率，工作點(diǎn)問題是否仍十分重要？實(shí)驗(yàn)十四 電渦傳感器應(yīng)用電子秤之三實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳器在靜態(tài)測量中的應(yīng)用。所需單元及部件：渦流傳感器、渦流變換器、電壓表、砝碼、差動放大器、電橋、鐵測片、電源。 有關(guān)旋鈕初始位置：電壓表置20v擋，差動放大器增益旋至最小。實(shí)驗(yàn)步驟：1按圖11的電路接線。 2調(diào)整傳感器的位置，使其處于線性范圍的終點(diǎn)距離附近處（與被測體之間的距離為線性終端處附近，目測）。 3開啟電源，調(diào)整電橋單元上的電位器w1，使電壓表為零。 4在平臺上放上砝碼，讀出表頭指示值，填入下表：(g)v(v)5在平臺上放一重物，記下電壓表讀數(shù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

33、作出v-w曲線，計(jì)算靈敏度及重物的重量。說 明：差動放大器的增益適當(dāng)，視指示而定。注意事項(xiàng)：砝碼重物不得使位移超出線性范圍。做此實(shí)驗(yàn)應(yīng)與電子秤之一、之二相比較。實(shí)驗(yàn)十五 霍爾式傳感器的特性直流激勵實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅鞯脑砼c特性。所需單元及部件：霍爾片、磁路系統(tǒng)、電橋、差動放大器、電壓表、直流穩(wěn)壓電源、測微頭、振動平臺、電源。有關(guān)旋鈕初始位置：差動放大器增益旋鈕打到最小，電壓表置20v擋，直流穩(wěn)壓電源調(diào)置1.5v，電源關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)步驟：1了解霍爾式傳感器的結(jié)構(gòu)及在實(shí)驗(yàn)儀上的安裝位置，熟悉實(shí)驗(yàn)面板上霍爾片的符號?；魻柶惭b在實(shí)驗(yàn)儀的振動圓盤上，兩個半圓永久磁鋼固定在實(shí)驗(yàn)儀的頂板上，二者組合成

34、霍爾傳感器。2開啟電源將差動放大器調(diào)零后，增益置最小，關(guān)閉電源，根據(jù)圖12接線，rw、r為電橋單元的直流電橋平衡網(wǎng)絡(luò)。圖12 參考接線圖3裝好測微頭，調(diào)節(jié)測微頭與振動臺吸合并使霍爾片置于半圓磁鋼上下正中位置。是電壓表指示接近于0 。4開啟電源調(diào)整rw使電壓表指示為零。上下旋動測微頭，記下電壓表的讀數(shù)，建議每0.5mm讀一個數(shù)，將讀數(shù)填入下表：位移 x(mm)向上 uout(v)向下 uout(v)5根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出v-x曲線，指出線性范圍，求出靈敏度。本實(shí)驗(yàn)測出的實(shí)際上是磁場情況，磁場分布為梯度磁場與磁場分布有很大差異，位移測量的線性度，靈敏度與磁場分布有很大關(guān)系。6實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉電源，各旋鈕置

35、初始位置。注意事項(xiàng)：1由于磁路系統(tǒng)的氣隙較大，應(yīng)使霍爾片盡量靠近極靴，以提高靈敏度。2一旦調(diào)整好后，測量過程中不能移動磁路系統(tǒng)。3激勵電壓不能大于2v，以免損壞霍爾片。實(shí)驗(yàn)十六 霍爾式傳感器的應(yīng)用電子秤之四實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟陟o態(tài)測量中的應(yīng)用。 所需單元及部件：霍爾片、磁路系統(tǒng)、差動放大器、直流穩(wěn)壓電源、電橋、砝碼、電壓表、電源、振動平臺。有關(guān)旋鈕初始位置：直流穩(wěn)壓電源，電壓表擋，電源關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)步驟：1開啟電源將差動放大器調(diào)零，關(guān)閉電源。2調(diào)節(jié)測微頭脫離平臺并遠(yuǎn)離振動臺。3按圖13接線，開啟電源，將系統(tǒng)調(diào)零。4差動放大器增益調(diào)至最小位置，然后不再改變。5在稱重平臺上放上砝碼，填入下表：

36、w(g)v(v)6在平面上放一個未知重量之物，記下表頭讀數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出曲線，求得未知重量。注意事項(xiàng)：1此霍爾傳感器的線性范圍較小，所以砝碼和重物不應(yīng)太重。2砝碼應(yīng)置于平臺的中間部分。實(shí)驗(yàn)十七 霍爾式傳感的特性交流激勵實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨涣骷罨魻柶奶匦运鑶卧安考夯魻柶?、磁路系統(tǒng)、音頻振蕩、差動放大器、測微頭、電橋、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電源、電壓表、示波器、振動平臺。有關(guān)旋鈕初始位置：音頻振蕩器khz，放大器增益最大，電源關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)步驟：1開啟電源將差放調(diào)零，關(guān)閉電源。2調(diào)節(jié)測微頭脫離振動平臺并遠(yuǎn)離振動臺。按圖13b接線，開啟電源，將音頻振蕩器的輸出幅度調(diào)到5vp-p值，差

37、放增益置最小。利用示波器和電壓表按照實(shí)驗(yàn)十的方法調(diào)整好rw1、rw2及移相器。再轉(zhuǎn)動測微頭，使振動臺吸合并繼續(xù)調(diào)節(jié)測微頭使電壓表顯示零（電壓表置20v擋）。圖13a 總體框圖3 旋動測微頭，每隔0.1mm記下表頭讀數(shù)填入下表：x(mm)v(v)4找出線性范圍，計(jì)算靈敏度。圖13b 參考接線圖注意事項(xiàng)：交流激勵信號必須從電壓輸出端0或lv輸出，幅度應(yīng)限制在峰峰值以下，以免霍爾片產(chǎn)生自熱現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)十八 霍爾式傳感器的應(yīng)用振幅測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟谡駝訙y量中的應(yīng)用。所需單元及部件：霍爾片、磁路系統(tǒng)、差動放大器、電橋、移相器、相敏檢波器、低通濾波、低頻振蕩器、音頻振蕩器、振動平臺、電源、激振

38、線圈、雙線示波器。有關(guān)旋鈕初始位置：差動放大器增益旋最大，音頻振蕩器khz。實(shí)驗(yàn)步驟：1開啟電源，差動放大器輸入短接并接地，調(diào)零后，關(guān)閉電源。2根據(jù)電路圖14結(jié)構(gòu)，將霍爾式傳感器，直流穩(wěn)壓電源，電橋平衡網(wǎng)絡(luò)，差動放大器，電壓表連接起來，組成一個測量線路（電壓表應(yīng)置于20v擋，基本保持實(shí)驗(yàn)18電路），并將差放增益置最小。圖14a 總體框圖3 開啟電源，轉(zhuǎn)動測微頭，將振動平臺中間的磁鐵與測微頭分離并遠(yuǎn)離，使梁振動時(shí)不至于再被吸住（這時(shí)振動臺處于自由靜止?fàn)顟B(tài)）。4 調(diào)整電橋平衡電位器w和w2，使電壓表指示為零。圖14b 總體框圖5去除差動放大器與電壓表的連線，將差動放大器的輸出與示波器相連，將轉(zhuǎn)速頻

39、率表，撥至頻率表，并將低頻振蕩器的輸出端與激振線圈相連后再用轉(zhuǎn)速頻率表表監(jiān)測頻率。6低頻振蕩器的幅度旋鈕固定至某一位置，調(diào)節(jié)低頻振蕩頻率（頻率表監(jiān)測頻率），用示波器讀出低通濾波器輸出的峰峰值填入下表：f(hz)vp-p思 考： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道振動平臺的自振頻率大致為多少。 在某一頻率固定時(shí)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的幅度旋鈕，改變梁的振動幅度，通過示波器讀出的數(shù)據(jù)是否可以推算出梁振動時(shí)的位移距離。試想一下，用其他方法來測振動平臺振動時(shí)的位移范圍，并與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較驗(yàn)證。注意事項(xiàng)：應(yīng)仔細(xì)調(diào)整磁路部分，使傳感器工作在梯度磁場中，否則靈敏度將大大下降。實(shí)驗(yàn)十九 磁電式傳感器的性能實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯烹?/p>

40、式傳感器的原理及性能。所需單元及部件：差動放大器、渦流變換器、激振器、示波器、磁電式傳感器、渦流傳感器、振動平臺、電源。有關(guān)旋鈕的初始位置：差動放大器增益旋鈕置于中間，低頻振蕩器的幅度旋鈕置于最小，轉(zhuǎn)速頻率表置頻率擋。實(shí)驗(yàn)步驟：1觀察磁電式傳感器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖16的電路結(jié)構(gòu)，將磁電式傳感器，差動放大器，低通濾波器，雙線示波器連接起來，組成一個測量線路，并將低頻振蕩器的輸出端與頻率表的輸入端相連，開電源。2調(diào)整好示波器，低頻振蕩器的幅度旋鈕固定至某一位置，調(diào)節(jié)頻率，調(diào)節(jié)時(shí)用頻率表監(jiān)測頻率，用示波器讀出峰峰值填入下表：f(hz)25v(p-p)3 拆去磁電傳感器的引線，把渦流傳感器經(jīng)渦流變換器后接

41、入低通濾波器，再用示波器觀察輸出波形（波形好壞與渦流傳感器的安裝位置有關(guān)，參照渦流傳感器的實(shí)驗(yàn)）并與磁電傳感器的輸出波形相比較。圖16 參考接線圖思 考： 1試回答磁電式傳感器的特點(diǎn)？2比較磁電式傳感器與渦流傳感器輸出波形的相位有什么不同，為什么？實(shí)驗(yàn)二十 壓電傳感器的動態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈮弘娛絺鞲衅鞯脑?、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。所需單元及設(shè)備：低頻振蕩器、電荷放大器、低通濾波器、單芯屏蔽線、壓電傳感器、雙線示波器、激振線圈、磁電傳感器、轉(zhuǎn)速頻率表、電源、振動平臺。有關(guān)旋鈕的初始位置：低頻振蕩器的幅度旋鈕置于最小，轉(zhuǎn)速頻率表置頻率擋。實(shí)驗(yàn)步驟：1觀察壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖14的電路結(jié)構(gòu)，將壓電

42、式傳感器，電荷放大器，低通濾波器，雙線示波器連接起來，組成一個測量線路。并將低頻振蕩器的輸出端與頻率表的輸入端相連。圖14 參考接線圖2將低頻振蕩信號中的鈕子開關(guān)打向激振線圈，并用導(dǎo)線將低頻信號輸出接入頻率表。3調(diào)整好示波器，低頻振蕩器的幅度旋鈕固定至最大，調(diào)節(jié)頻率，調(diào)節(jié)時(shí)用頻率表監(jiān)測頻率，用示波器讀出峰峰值填入下表：f(hz)571215172025v(p-p)4示波器的另一通道觀察磁電式傳感器的輸出波形，并與壓電波形相比較觀察其波形相位差。 思 考：1根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道振動臺的自振頻率大致多少？2試回答壓電式傳感器的特點(diǎn)。比較磁電式傳感器輸出波形的相位差大致為多少？為什么？實(shí)驗(yàn)二十一

43、差動變面積式電容傳感器的靜態(tài)及動態(tài)特性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒幼兠娣e式電容傳感器的原理及其特性。所需單元及部件：電容傳感器、差動放大器、低通濾波器、電壓表、激振器、示波器有關(guān)旋鈕的初始位置：差動放大器增益旋鈕置于中間，電壓表置于表擋。實(shí)驗(yàn)步驟：1按圖15接線。圖15 參考接線圖 2電壓表打到20v，調(diào)節(jié)測微頭，使輸出為零。3 轉(zhuǎn)動測微頭,每次0.1mm，記下此時(shí)測微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù)，直至電容動片與上（或下）靜片覆蓋面積最大為止。x(mm)v(mv)4退回測微頭至初始位置。并開始以相反方向旋動。同上法，記下x(mm)及 v(mv)值。5計(jì)算系統(tǒng)靈敏度。（式中為電壓變化，為相應(yīng)的梁端位移變化），并

44、作出關(guān)系曲線。x(mm)v(mv)卸下測微頭，斷開電壓表，將低頻信號中的鈕子開關(guān)打向激振線圈，用示波器觀察輸出波形。實(shí)驗(yàn)二十二 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)基本原理：擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應(yīng)制成的器件，也就是在單晶硅的基片上用 擴(kuò)散工藝(或離子注入及濺射工藝)制成一定形狀的應(yīng)變元件，當(dāng)它受到壓力作用時(shí)，應(yīng)變元 件的電阻發(fā)生變化，從而使輸出電壓變化。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈹U(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的工作原理和工作情況。所需單元及部件：電源、直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、電壓顯示表、壓阻式傳感器(差壓)、“u”形管 及其加壓配件或壓力計(jì)。旋鈕初始位置：直流穩(wěn)壓電源調(diào)置4v，電壓表切換開關(guān)置于2v

45、擋，差放增益適中或最大，電源關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)步驟：1了解所需單元、部件、傳感器的符號及在儀器上的位置。2如圖16將傳感器及電路連好，注意接線正確，否則易損壞元器件，差放接成同相、反相均可。圖16 參考接線圖3如圖17接好傳感器供壓回路，傳感器具有兩個氣咀、一個高壓咀一個低壓咀，當(dāng)高壓咀接入正壓力時(shí)(相對于低壓咀)輸出為正，反之為負(fù)。圖17 連接圖 4、將加壓皮囊上單向調(diào)節(jié)閥的鎖緊螺絲擰松。觀察壓力表 5、開啟電源，調(diào)整差放零位旋鈕，使電壓表指示盡可能為零，記下此時(shí)電壓表讀數(shù)6、擰緊皮囊上單向調(diào)節(jié)閥的鎖緊螺絲，輕按加壓皮囊，注意不要用力太大，否則壓力表急劇上升，軟管間因壓力大出現(xiàn)封閉性不良，且電壓表有

46、壓力指示時(shí)，記下此時(shí)的讀數(shù) ，然后每隔這一刻度差，記下讀數(shù)，并將數(shù)據(jù)填入下表：壓力（kpa）電壓（mv） 注：根據(jù)所得的結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度s= vp，并作出v-p關(guān)系曲線，找出線性區(qū)域。作為液面計(jì)時(shí)使用，進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定方法：擰松皮囊上的鎖緊螺絲，調(diào)差動放大器調(diào)零旋鈕使電壓表的讀數(shù)為零，擰緊鎖緊螺絲，手壓皮囊，調(diào)差動放大器的增益使電壓表的指示壓力表讀數(shù)一致，這樣重復(fù)操作零位、增益調(diào)試幾次到滿意為止。注意事項(xiàng)：1應(yīng)檢查加壓氣體回路是否有漏氣現(xiàn)象。氣囊上單向調(diào)節(jié)閥的鎖緊螺絲是否擰緊。2如讀數(shù)誤差較大，應(yīng)檢查氣管是否有折壓現(xiàn)象，造成傳感器與壓力表之間的供氣壓力不均勻。 3如覺得差動放大器增益不理想，可

47、調(diào)整其“增益”旋鈕，不過此時(shí)應(yīng)重新調(diào)整零位。調(diào) 好以后在整個實(shí)驗(yàn)過程中不得再改變其位置。4實(shí)驗(yàn)完畢必須關(guān)閉電源后再拆去實(shí)驗(yàn)連接線。（拆去實(shí)驗(yàn)連接線時(shí)要注意手要拿住連接線頭部拉起，以免拉斷實(shí)驗(yàn)連接線。）思 考： 差壓傳感器是否可用作真空度以及負(fù)壓測試?實(shí)驗(yàn)二十三 光纖位移傳感器靜態(tài)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的原理、結(jié)構(gòu)和性能。所需單元及部件：電源、電壓表、光纖傳感器、振動臺。實(shí)驗(yàn)步驟：1觀察光纖位移傳感器結(jié)構(gòu)，它由兩束光纖混合后，組成y形光纖，探頭固定在z型安裝架上，外表為螺絲的端面為半圓分布；2了解振動臺在實(shí)驗(yàn)儀上的位置（實(shí)驗(yàn)儀臺面上右邊的圓盤，在振動臺上貼有反射紙作為光的反射面）。3如

48、圖18接線：因光/電轉(zhuǎn)換器內(nèi)部已安裝好，所以可將電信號直接經(jīng)差動放大器放大。電壓顯示表的切換開關(guān)置2v擋，開啟電源。圖18 參考接線圖 4旋轉(zhuǎn)測微頭，使光纖探頭與振動臺面接觸，調(diào)節(jié)差動放大器增益最大，調(diào)節(jié)差動放大器零位旋鈕使電壓表讀數(shù)盡量為零，旋轉(zhuǎn)測微頭使貼有反射紙的被測體慢慢離開探頭，觀察電壓讀數(shù)由小大小的變化。5旋轉(zhuǎn)測微頭使電壓表指示重新回零；旋轉(zhuǎn)測微頭，每隔0.05mm讀出電壓表的讀數(shù)，并將其填入下表：x（mm）0.050.100.150.2010.00指示（v）6關(guān)閉電源，把所有旋鈕復(fù)原到初始位置。7作出v-x曲線，計(jì)算靈敏度s=vx及線性范圍。實(shí)驗(yàn)二十四 光纖位移傳感器的動態(tài)測量一實(shí)

49、驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的動態(tài)應(yīng)用。所需單元及部件：電源、差動放大器、光纖位移傳感器、低通濾波器、振動臺、低頻振蕩器、激振線圈、示波器。實(shí)驗(yàn)步驟：1了解激振線圈在實(shí)驗(yàn)儀上所在位置及激振線圈的符號。2在實(shí)驗(yàn)三十一中的電路中接入低通濾波器和示波器，如圖19接線。 圖19參考接線圖 3將測微頭與振動臺面脫離，測微頭遠(yuǎn)離振動臺。將光纖探頭與振動臺反射紙的距離調(diào)整在光纖傳感器工作點(diǎn)即線性段中點(diǎn)上（利用靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)中得到的特性曲線，選擇線性中點(diǎn)的距離為工作點(diǎn)，目測振動臺上的反射紙與光纖探頭端面之間的相對距離即線性區(qū)x的中點(diǎn)）。4將低頻振蕩信號中的鈕子開關(guān)打向激振線圈，開啟電源，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率與幅度

50、旋鈕，使振動臺振動且振動幅度適中。5保持低頻振蕩器輸出的vp-p幅值不變，改變低頻振蕩器的頻率（用示波器觀察低頻振蕩器輸出的vp-p值為一定值，在改變頻率的同時(shí)如幅值發(fā)生變化則調(diào)整幅度旋鈕使vp-p相同），將頻率和示波器上所測的峰峰值（此時(shí)的峰峰值vp-p是指經(jīng)低通后的vp-p）填入下表，并作出幅頻特性圖：幅度（vp-p）頻率（hz）6關(guān)閉電源，把所有旋鈕復(fù)原到原始最小位置。實(shí)驗(yàn)二十五 光纖位移傳感器的動態(tài)測量二實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的測速運(yùn)用。所需單元及部件：電機(jī)、差動放大器、小電機(jī)、電壓表、光纖位移傳感器、直流穩(wěn)壓電源、電源、示波器。實(shí)驗(yàn)步驟：1了解電機(jī)控制，小電機(jī)（小電機(jī)端面上貼有

51、兩張反射紙）在實(shí)驗(yàn)儀上所在的位置，小電機(jī)在振動臺的左邊。2按圖20接線，將差動放大器的增益置最大，電壓表的切換開關(guān)置2v，開啟電源。圖20 參考接線圖 3將光纖探頭移至電機(jī)上方對準(zhǔn)電機(jī)上的反光紙，調(diào)節(jié)光纖傳感器的高度，使電壓表顯示最大。再用手稍微轉(zhuǎn)動電機(jī)，讓反光面避開光纖探頭。調(diào)節(jié)差動放大器的調(diào)零，使電壓表顯示接近零。 4將直流穩(wěn)壓電源調(diào)置10v，在電機(jī)單元的v+處接入+10v電壓，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速旋鈕使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 。5轉(zhuǎn)速/頻率表置轉(zhuǎn)速擋顯示轉(zhuǎn)速，用示波器觀察。輸出端的轉(zhuǎn)速脈沖信號。(vp-p=4v)。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候不容易看出示波器的信號，應(yīng)該將給定電機(jī)的電壓降低，使轉(zhuǎn)速低一點(diǎn)的時(shí)候觀察并計(jì)入數(shù)據(jù)。6根據(jù)脈沖信號的頻率（由于頻率表用的是60刻尺的標(biāo)準(zhǔn)，所以實(shí)際的頻率應(yīng)該是頻率表顯示值得十二分之一）及電機(jī)上反光片的數(shù)目換算出此時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。7實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉電源，拆除接線，把所有旋鈕復(fù)原。注：如示波器上觀察不到脈沖波形而實(shí)驗(yàn)(二)又正常，