自動檢測技術實驗指導書

1、自動檢測技術實驗指導書蘇維均信息工程學院2006.3目 錄實驗一 金屬箔式應變片特性-單臂、半橋、全橋實驗 2實驗二 金屬箔式應變片的溫度效應 4實驗三 溫度（熱敏電阻）傳感器系統(tǒng)實驗 6實驗四 電容式傳感器特性實驗 7實驗五 壓電加速度傳感器特性實驗 9實驗一 金屬箔式應變片特性-單臂、半橋、全橋實驗一、 實驗目的：了解和掌握應變片工作原理和測量橋路。了解、對比和掌握單臂、半橋、全橋測量時，輸入量與輸出信號之間的對應關系。二、實驗原理：-+當彈性體受力變形時，牢固粘貼在其表面的應變片的敏感柵隨同變形。電阻值發(fā)生相應的變化，通過測量橋路將其轉化為電壓或電流信號輸出。當橋路平衡時，r1=r2=r

2、3=r4=r或r1*r3=r2*r4。+4v-4vwdrr1r2r4r3差放+··v 實驗原理圖單臂時：半橋時：全橋時：三、實驗設備：csy10型傳感器系統(tǒng)實驗儀：直流穩(wěn)壓電源，電橋，差動放大器，測微頭，電壓表。四、實驗步驟：1 按圖接線。正確接線后開啟電源。2 差動放大器調零（將正、負端對地短接，輸出端接電壓表。調增益至80%，調整調零旋鈕使輸出為零）。3 在懸臂梁處于自由水平狀態(tài)下，調整電橋平衡電位器wd使系統(tǒng)輸出為零。4 裝上測微頭，調整到使系統(tǒng)輸出為零。此時測微頭讀數為梁處于水平位置（自由狀態(tài)）。向上旋動測微頭78mm，開始向下移動并記錄梁的位置與電壓指示值。每移1

3、mm記錄一個數值，直到水平下78mm。根據數據計算系統(tǒng)靈敏度，并作出vx關系曲線。x(mm)v(mv)5 單臂、半橋和全橋時，在四個橋臂電阻中任選應變片替換，并重復步驟3、4。6 將三組數據作出的vx關系曲線畫在同一坐標系上，進行比較。五、說明與總結。實驗二 金屬箔式應變片的溫度效應一、 實驗原理本實驗說明溫度對應變測試系統(tǒng)的影響。二、 實驗所需部件：直流穩(wěn)壓電源，電橋，差動放大器，測微頭，電壓表，加熱器，熱電偶，溫度計。三、實驗原理圖：+2v-2vwdrr1r2r4r3差放+··v電壓表實驗原理圖四、實驗步驟：1按圖接線，接成單臂電橋。直流穩(wěn)壓源為±2v，差動放

4、大器增益100倍。2開啟電源，通過調整測微頭和電橋使系統(tǒng)輸出為零。3將+15v或15v電源接入“加熱”端（另一端接地），觀察隨溫度的升高電路輸出電壓變化的情況。4待電壓輸出讀數基本穩(wěn)定后記下讀數。5差放重新調零后輸入與熱電偶端相接，記下熱電勢的大小，此時增益仍為100。6因熱電偶冷端溫度為室溫，所以需用溫度計讀出室溫。7根據公式e(t, t0)=e(t, tn) +e(tn, t0 )，式中t為加熱后的應變片溫度，tn為室溫，t0 = 0，利用銅-康銅熱電偶分度表查出溫度t。8求出溫度漂移值v/t。五、注意事項：1測熱電偶輸出用數字表較為精確和方便。2熱電偶為二只銅-康銅熱電偶串接而成，且放大

5、器的增益為100。查閱分度表時應注意。六、說明與總結。附表銅-康銅熱電偶分度表（自由端溫度0） 單位：mv工作端溫度0123456789de/dt(uv)00.0000.0390.0780.1160.1550.1940.2340.2730.3120.35238.6100.3910.4310.4710.5100.5500.5900.6300.6710.7110.75139.5200.7920.8320.8730.9140.9540.9951.0361.0771.1181.15940.4301.2011.2421.2841.3251.3671.4081.4501.4921.5341.57641.3

6、401.6181.6611.7031.7451.7881.8301.8731.9161.9582.00142.4502.0442.0872.1302.1742.2172.2602.3042.3472.3912.43543.0602.4782.5222.5662.6102.6542.6982.7432.7872.8312.87643.8702.9202.9653.0103.0543.0993.1443.1893.2343.2793.32544.5803.3703.4153.4913.5063.5523.5973.6433.6893.7353.78145.3903.8273.8733.9193.9

7、654.0124.0584.1054.1514.1984.24446.01004.2914.3384.3854.4324.4794.5294.5734.6214.6684.71546.8實驗三 溫度（熱敏電阻）傳感器實驗一、實驗原理：熱敏電阻在溫度變化時阻值隨之變化，接入運放組成的電路中，電阻的變化就產生了電信號的變化。二、實驗設備：直流穩(wěn)壓電源、加熱器、熱敏電阻、溫度變換器、電壓表、溫度計、示波器。三、實驗步驟：1溫度變換器rt插口接入熱敏電阻，加熱器接入-15v穩(wěn)壓電源。2用溫度計測得t值，記錄v值，作出t-v曲線，求出靈敏度s =v/t。3用示波器觀察vo口輸出電壓變化情況。4用溫度計標

8、定后與熱電偶進行比較。實驗四 電容式傳感器特性實驗一、實驗目的：掌握差動變面積式電容傳感器結構和工作原理。了解輸入量與輸出信號之間的對應關系。二、實驗原理：-+差動變面積式電容傳感器是由上、下兩組定片和一組裝在振動臺上的動片組成。當改變振動臺上、下位置時，動片隨之改變垂直位置，使上、下兩組動靜片之間的重疊面積相應發(fā)生變化，成為兩個差動式電容。上層定片與動片組成cx1，下層定片與動片組成cx2。將cx1、cx2接入橋路后，橋路輸出電壓v與電容變化有關，即與振動臺位移量有關。電容變換器差放低通電壓表abiao cx1cx2+實驗原理圖三、實驗步驟：1. 按圖接線，電容變換器和差放均調至最大。2.

9、測微頭帶動振動臺移動至系統(tǒng)輸出為零，此時動片位于兩靜片組中間。旋動測微頭至最上端，直至動片與上靜片覆蓋最大面積，然后向下，每次0.5mm，記下位移x與電壓輸出v值，直至動片與靜片覆蓋最大面積為止。然后向相反方向做上述實驗，記下實驗數據。3. 計算系統(tǒng)靈敏度，并作出vx曲線。x(mm)v(mv)四、說明與總結。實驗五 壓電加速度傳感器特性實驗一、 實驗原理：壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器（發(fā)電型傳感器）。壓電式傳感元件是力敏感元件在壓力、應力、加速度等外力作用下，在電介質的表面產生電荷，從而實現非電量電測。本壓電傳感器主要是由慣性質量塊和雙壓電晶片組成。二、實驗所需部件：壓電式傳感器、電荷放大器、低頻振蕩器、低通濾波器、示波器、直流穩(wěn)壓電源、電橋、電壓表、相敏檢波器。三、實驗原理圖：壓電元件電荷放大器低通示波器圖1壓電元件wd+4v-4v-+電壓表1530hz差放檢波電荷放大器低通圖2四、實驗步驟：1按圖1接線，壓電式傳感器與電荷放大器必須用屏蔽線連接。2將低頻振蕩器接入“激振”。適當保持幅度，用示波器觀察電荷放大器和低通的輸出波形，加以比較。3改變振蕩頻率，觀察輸出頻率的變化，用手敲擊實驗臺，輸出波形會產生“毛刺”，解釋其原因。4再按圖2接線，低頻振蕩器輸出頻率在1530hz，差放增益適中，示波