機(jī)械測試技術(shù)實驗指導(dǎo)書

1、機(jī)械測試技術(shù)實驗指導(dǎo)書編寫：梁華琪學(xué)號： 班級： 姓名： 安徽建筑工業(yè)學(xué)院機(jī)電系機(jī)械實驗室2007年9月0 / 28目錄CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實驗臺說明書2實驗一 金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實驗4實驗二 金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實驗6實驗三 直流激勵時霍爾式傳感器位移特性實驗8實驗四 交流激勵時霍爾式傳感器的位移實驗10實驗五 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測電機(jī)轉(zhuǎn)速實驗12實驗六 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗13實驗七 光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗14實驗八 差動變壓器的應(yīng)用振動測量實驗15實驗九 壓電式傳感器測振動實驗17實驗十 壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗18實驗十一 扭短傳感器靜態(tài)性能實驗20實驗十二

2、超聲波傳感器測距實驗221 / 28CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實驗臺說明書CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實驗臺是在2000系列的基礎(chǔ)上加常用的光電探測器實驗，主要用于各大專院校、中專及職業(yè)技術(shù)院校開設(shè)的“自動檢測技術(shù)” “傳感器原理與技術(shù)” “工業(yè)自動化控制” “非電量電測技術(shù)”“光電檢測技術(shù)”等課程的教學(xué)實驗。它是采用最新推出的模塊化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。實驗臺上采用的大部分傳感器雖然是教學(xué)傳感器（透明結(jié)構(gòu)便于教學(xué)），但其結(jié)構(gòu)與線路是工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。希望通過實驗幫助廣大學(xué)生加強(qiáng)對書本知識的理解，并在實驗的進(jìn)行過程中通過信號的拾取、轉(zhuǎn)換、分析、掌握作為一個科技工作者應(yīng)具有的基本的操作技能與動

3、手能力。一、實驗臺的組成CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實驗臺由主機(jī)箱、溫度源、轉(zhuǎn)動源、振動源、傳感器、相應(yīng)的實驗?zāi)０?、?shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實驗臺桌等組成。1、主機(jī)箱：提供高穩(wěn)定的±15V、±5V、5V、±2V±10V（步進(jìn)可調(diào)）、2V24V（連續(xù)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源；直流恒流源06mA20mA可調(diào)；音頻信號源（音頻振蕩器）1KHz10KHz（連續(xù)可調(diào)）；低頻信號源（低頻振蕩器）1Hz30Hz（連續(xù)可調(diào)）；氣壓源020KPa（可調(diào)）；溫度（轉(zhuǎn)速）智能調(diào)節(jié)儀（開關(guān)置內(nèi)為溫度調(diào)節(jié)、置外為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）；計算機(jī)通信口；主機(jī)箱面板上裝有電壓、電流、頻率轉(zhuǎn)速、氣壓、

4、光照度數(shù)顯表；漏電保護(hù)開關(guān)等。其中，直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器、低頻振蕩器都具有過載切斷保護(hù)功能，在排除接線錯誤后重新開機(jī)一下才能恢復(fù)正常工作。2、振動源：振動臺振動頻率1Hz30Hz可調(diào)（諧振頻率9Hz左右）。轉(zhuǎn)動源：手動控制02400轉(zhuǎn)分；自動控制3002400轉(zhuǎn)分。溫度源：常溫150。3、傳感器：基本型有電阻應(yīng)變式傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、差動變壓器、電容式位移傳感器、霍爾式位移傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電轉(zhuǎn)速傳感器、壓電式傳感器、電渦流傳感器、光纖傳感器、光電轉(zhuǎn)速傳感器（光電斷續(xù)器）、集成溫度傳感器、K型熱電偶、E型熱電偶、Pt100鉑電阻、Cu50銅電阻、濕敏傳感器、氣敏傳感器、光照

5、度探頭、純白高亮發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池、反射式光電開關(guān)共二十六個（其中二個光源）。增強(qiáng)型：基本型基礎(chǔ)上可選配扭矩傳感器、超聲位移傳感器、PSD位置傳感器、CCD電荷耦合器件、光柵位移傳感器、紅外熱釋電傳感器、紅外夜視傳感器、指紋傳感器等。4、實驗?zāi)０澹夯拘陀袘?yīng)變式、壓力、差動變壓器、電容式、霍爾式、壓電式、電渦流、光纖位移、溫度、移相相敏檢波低通濾波模板、光電器件(一)、光開關(guān)共十二塊模板。增強(qiáng)型增加與選配傳感器配套的實驗?zāi)０?。二、電路原理實驗?zāi)０咫娐吩硪延∷⒃谀０宓拿姘迳?，實驗接線圖參見下文中的具體實驗內(nèi)容。三、使用方法1、開機(jī)前將電壓表

6、顯示選擇旋鈕打到2V檔；電流表顯示選擇旋鈕打到200mA檔；步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源旋鈕打到±2V檔；其余旋鈕都打到中間位置。2 / 282、將AC220V電源線插頭插入市電插座中，合上電源開關(guān)，數(shù)顯表顯示0000，表示實驗臺已接通電源。3、做每個實驗前應(yīng)先閱讀實驗指南，每個實驗均應(yīng)在斷開電源的狀態(tài)下按實驗線路接好連接線（實驗中用到可調(diào)直流電源時，應(yīng)在該電源調(diào)到實驗值后再接到實驗線路中），檢查無誤后方可接通電源。4、合上調(diào)節(jié)儀（溫度開關(guān)）電源開關(guān)，調(diào)節(jié)儀的PV顯示測量值；SV顯示設(shè)定值。5、合上氣源開關(guān)，氣泵有聲響，說明氣泵工作正常。6、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件使用方法另附說明。四、儀器維護(hù)

7、及故障排除1、維護(hù)防止硬物撞擊、劃傷實驗臺面；防止傳感器及實驗?zāi)０宓涞孛?。實驗完畢要將傳感器、配件、實驗?zāi)０寮斑B線全部整理好。2、故障排除開機(jī)后數(shù)顯表都無顯示，應(yīng)查AC220V電源有否接通；主機(jī)箱側(cè)面AC220V 插座中的保險絲是否燒斷。如都正常，則更換主機(jī)箱中主機(jī)電源。轉(zhuǎn)動源不工作，則手動輸入12V電壓，如不工作，更換轉(zhuǎn)動源；如工作正常，應(yīng)查調(diào)節(jié)儀設(shè)置是否準(zhǔn)確；控制輸出Vo有無電壓，如無電壓，更換主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速控制板。振動源不工作，檢查主機(jī)箱面板上的低頻振蕩器有無輸出，如無輸出，更換信號板；如有輸出，更換振動源的振蕩線圈。溫度源不工作，檢查溫度源電源開關(guān)有否打開；溫度源的保險絲是否燒斷；調(diào)

8、節(jié)儀設(shè)置是否準(zhǔn)確。如都正常，則更換溫度源。五、注意事項1、在實驗前務(wù)必詳細(xì)閱讀實驗指南。2、嚴(yán)禁用酒精、有機(jī)溶劑或其它具有腐蝕性溶液擦洗主機(jī)箱的面板和實驗?zāi)０迕姘濉?、請勿將主機(jī)箱的電源、信號源輸出端與地（）短接，因短接時間長易造成電路故障。4、請勿將主機(jī)箱的±電源引入實驗?zāi)０鍟r接錯。5、在更換接線時，應(yīng)斷開電源，只有在確保接線無誤后方可接通電源。6、實驗完畢后，請將傳感器及實驗?zāi)０宸呕卦帯?、如果實驗臺長期未通電使用，在實驗前先通電十分鐘預(yù)熱，再檢查按一次漏電保護(hù)按鈕是否有效。8、實驗接線時，要握住手柄插拔實驗線，不能拉扯實驗線。3 / 28實驗一 金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實驗一、

9、實驗?zāi)康模菏煜ぐ霕虻牟煌阅?、了解其特點。二、基本原理：不同受力方向的兩只應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善。當(dāng)應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時，其橋路輸出電壓UO2EK2。U0UU(R1R1)(R1R1R2+R2)R4(R3R4)E （1R1R1）（1R1R1R2R1+R2R1）（R4R3）（1R4R3）E設(shè)R1R2R3R4，且R1R11。R1R2U0(12)(R1R1)E電橋的電壓靈敏度:SU0(R1R1)kE(12)E三、實驗設(shè)備：傳感器與檢測技術(shù)實驗臺、主機(jī)箱、應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)０?、托盤、砝碼。圖1 半橋原理四、實驗步驟：圖2 應(yīng)變式傳感器半橋接線圖1、將托盤安裝到應(yīng)變

10、傳感器的托盤支點上。將實驗?zāi)０宀顒臃糯笃髡{(diào)零：用導(dǎo)線將實驗?zāi)０迳系?#177;15v、插口與主機(jī)箱電源±15v、分別相連，再將實驗?zāi)０逯械姆糯笃鞯膬奢斎肟诙探?Vi0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3大約到中間位置（先逆時針旋到底，再順時針旋轉(zhuǎn)2圈）；將主機(jī)箱電壓表的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實驗?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。4 / 282、拆去放大器輸入端口的短接線，根據(jù)圖2接線。注意R2應(yīng)和R3受力狀態(tài)相反，即將傳感器中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應(yīng)變片作為電橋的相鄰邊。調(diào)節(jié)實驗?zāi)０迳系臉蚵菲胶怆娢黄鱎W1，使主機(jī)箱電壓表顯示為零

11、；在應(yīng)變傳感器的托盤上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加砝碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200g（或500 g）砝碼加完。記下實驗數(shù)據(jù)填入表1畫出實驗曲線，計算靈敏度S2UW，非線性誤差。實驗完畢，關(guān)閉電源。表1 重量20406080100120140160180200電壓0.0120.0230.0340.0450.0560.0680.0780.0890.1000.111 三、思考題：1、半橋測量時兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時，應(yīng)放在：（1）對邊（2）鄰邊。2、橋路（差動電橋）測量時存在非線性誤差，是因為：（1）電橋測量原理上存在非線性（2）應(yīng)變片應(yīng)變效應(yīng)是非線性的（3）調(diào)零值不是

12、真正為零。5 / 28實驗二 金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實驗一、實驗?zāi)康模毫私馊珮驕y量電路的優(yōu)點。二、基本原理：全橋測量電路中，將受力方向相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，相反的?yīng)變片接入電橋鄰邊。當(dāng)應(yīng)變片初始阻值：R1R2R3R4，其變化值R1R2R3R4時，其橋路輸出電壓U03KE。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。U0UU(R1R1)(R1R1R2+R2)（R4+R4）(R3+R3R4+R4)E設(shè)R1R2R3R4，且R1R11。R1R2R3R4U0(R1R1)E電橋的電壓靈敏度:SU0(R1R1)kEE 圖1 全橋原理三、實驗設(shè)備：傳感器與檢測技術(shù)實驗臺、主機(jī)箱、應(yīng)變

13、式傳感器實驗?zāi)０?、托盤、砝碼。四、實驗步驟：圖2 全橋性能實驗接線圖6 / 28板上的±15v、插口與主機(jī)箱電源±15v、分別相連，再將實驗?zāi)０逯械姆糯笃鞯膬奢斎肟诙探?Vi0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3大約到中間位置(先逆時針旋到底，再順時針旋轉(zhuǎn)2圈)；將主機(jī)箱電壓表的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實驗?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。2、拆去放大器輸入端口的短接線，根據(jù)圖2接線。實驗方法與實驗一相同，將實驗數(shù)據(jù)填入表1畫出實驗曲線；進(jìn)行靈敏度和非線性誤差計算。實驗完畢，關(guān)閉電源。表1重量204060801001201401601802

14、00電壓0.0200.0280.0420.0570.0730.0870.1030.1190.1340.150五、思考題：7 / 281、測量中，當(dāng)兩組對邊（R1、R3為對邊）電阻值R相同時，即R1R3，R2R4，而R1R2時，是否可以組成全橋：（1）可以（2）不可以。2某工程技術(shù)人員在進(jìn)行材料拉力測試時在棒材上貼了兩組應(yīng)變片，如圖2，如何利用這四片應(yīng)變片組成電橋，是否需要外加電阻。圖2應(yīng)變式傳感器受拉時傳感器圓周面展開圖8 / 28實驗三 直流激勵時霍爾式傳感器位移特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用。二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、霍爾傳感器實驗?zāi)０?、霍爾傳感器、測微頭。1、測微頭的組成如

15、圖1，測微頭由不可動部分安裝套、軸套和可動部分測桿、微分筒、微調(diào)鈕組成。圖1測位頭組成與讀數(shù)2、測微頭讀數(shù)測微頭的安裝套便于在支架座上固定安裝，軸套上的主尺有兩排刻度線，標(biāo)有數(shù)字的是整毫米刻線(1格)，另一排是半毫米刻線(.格)；微分筒前部圓周表面上刻有50等分的刻線(.格)。用手旋轉(zhuǎn)微分筒或微調(diào)鈕時，測桿就沿軸線方向進(jìn)退。微分筒每轉(zhuǎn)過1格，測桿沿軸方向移動微小位移.毫米，這也叫測微頭的分度值。測微頭的讀數(shù)方法是先讀軸套主尺上露出的刻度數(shù)值，注意半毫米刻線；再讀與主尺橫線對準(zhǔn)微分筒上的數(shù)值、可以估讀110分度，如圖91甲讀數(shù)為.，不是.；遇到微分筒邊緣前端與主尺上某條刻線重合時，應(yīng)看微分筒的示

16、值是否過零，如圖91乙已過零則讀.；如圖91丙未過零，則不應(yīng)讀為，讀數(shù)應(yīng)為.。3、測微頭使用測微頭在實驗中是用來產(chǎn)生位移并指示出位移量的工具。一般測微頭在使用前，首先轉(zhuǎn)動微分筒到10處（為了保留測桿軸向前、后位移的余量），再將測微頭軸套上的主尺橫線面向自己安裝到專用支架座上，移動測微頭的安裝套(測微頭整體移動)使測桿與被測體連接并使被測體處于合適位置時再擰緊支架座上的緊固螺釘。當(dāng)轉(zhuǎn)動測微頭的微分筒時，被測體就會隨測桿而位移。10 / 28三、基本原理根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢UHKHIB，當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場中運(yùn)動時，它的電勢會發(fā)生變化，利用這一性質(zhì)可以進(jìn)行位移測量。四、實驗步驟：1、安裝好霍爾

17、傳感器和測微頭。2、按圖2示意圖接線（實驗?zāi)０宓妮敵鼋又鳈C(jī)箱電壓表的），將主機(jī)箱上的電壓表量程(顯示選擇)開關(guān)打到檔。3、檢查接線無誤后，開啟電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾片處在兩磁鋼的中間位置，再調(diào)節(jié)RW1使數(shù)顯表指示為零。圖2 霍爾傳感器(直流激勵)位移實驗接線示意圖4、以某個方向調(diào)節(jié)測微頭2位移，記錄電壓表讀數(shù)作為實驗起始點；再反方向調(diào)節(jié)測微頭每增加0.2mm記下一個讀數(shù)(建議做4位移)，將讀數(shù)填入表1。表110 / 28X（mm）V(mv)作出VX曲線，計算不同測量范圍時的靈敏度和非線性誤差。實驗完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么量的變化？實驗四 交流激

18、勵時霍爾式傳感器的位移實驗一、實驗?zāi)康模毫私饨涣骷顣r霍爾式傳感器的特性。二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、測微頭、霍爾傳感器、霍爾傳感器實驗?zāi)０?、移相器相敏檢波器低通濾波器模板、雙線示波器。三、基本原理：交流激勵時霍爾式傳感器與直流激勵一樣，基本工作原理相同，不同之處是測量電路。四、實驗步驟：1、傳感器、測微頭安裝使用同實驗三。2、實驗?zāi)０褰泳€見圖1（千萬注意：暫時不要將主機(jī)箱中的音頻振蕩器接入實驗?zāi)０澹?1 / 28圖1 交流激勵時霍爾傳感器位移實驗接線圖3、首先檢查接線無誤后，合上主機(jī)箱總電源開關(guān)，調(diào)節(jié)主機(jī)箱音頻振動器的頻率和幅度旋鈕，用示波器、頻率表監(jiān)測LV輸出頻率為1KHz，幅值為4V的峰峰值

19、；關(guān)閉主機(jī)箱電源，再將LV輸出電壓(1KHz 、4V、)作為傳感器的激勵電壓接入圖1的實驗?zāi)０逯校ㄗ⒁怆妷悍颠^大會燒壞傳感器）。4、合上主機(jī)箱電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器的霍爾片處于兩磁鋼中點，先用示波器觀察使霍爾元件不等位電勢為最小，然后從數(shù)顯表上觀察，調(diào)節(jié)電位器RW1、RW2使顯示為零。5、調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器產(chǎn)生一個較大位移，利用示波器觀察相敏檢波器輸出，旋轉(zhuǎn)移相單元電位器Rw和相敏檢波電位器Rw，使示波器顯示全波整流波形，且數(shù)顯表顯示相對值。6、使數(shù)顯表顯示為零，然后旋動測微頭記下每轉(zhuǎn)動0.2mm時表頭讀數(shù)，填入表1。表1交流激勵時輸出電壓和位移數(shù)據(jù)X（mm）V(mv)7、根據(jù)表1

20、作出VX曲線，計算不同量程時的非線性誤差。實驗完畢，關(guān)閉電源。12 / 28實驗五 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測電機(jī)轉(zhuǎn)速實驗一、實驗?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動源。三、基本原理：利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UHKHIB，當(dāng)被測圓盤上裝上N只磁性體時，圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場就變化N次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過放大、整形和計數(shù)電路就可以測量被測旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。四、實驗步驟：13 / 281、根據(jù)圖1將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝于霍爾架上，傳感器的端面對準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼并調(diào)節(jié)升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為23。圖1 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器實驗安裝、接線示意圖2、首先在

21、接線以前，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，將主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源224旋鈕調(diào)到最小(逆時針方向轉(zhuǎn)到底)后接入電壓表(顯示選擇打到20檔)監(jiān)測大約為.25V；然后關(guān)閉主機(jī)箱電源，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動電源按圖1所示分別接到主機(jī)箱的相應(yīng)電源和頻率轉(zhuǎn)速表(轉(zhuǎn)速檔)的Fin上。3、合上主機(jī)箱電源開關(guān)，在小于12范圍內(nèi)(電壓表監(jiān)測)調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變電機(jī)電樞電壓)，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。4、從2開始記錄每增加相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待電機(jī)轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù))；表1V(v)n(r/min)5、畫出電機(jī)的(電機(jī)電樞電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系)特性曲線。實驗完畢，關(guān)閉電源。三、思考題：1、利用霍

22、爾元件測轉(zhuǎn)速，在測量上有否限制？2、本實驗裝置上用了六只磁鋼，能否用一只磁鋼？實驗六 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗一、實驗?zāi)康模毫私獯烹娛綔y量轉(zhuǎn)速的原理。二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、磁電式傳感器、轉(zhuǎn)動源。三、基本原理：基于電磁感應(yīng)原理，N匝線圈所在磁場的磁通變化時，線圈中感應(yīng)電勢：發(fā)生變化，因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤上嵌入N個磁棒時，每轉(zhuǎn)一周線圈感應(yīng)電勢產(chǎn)生N次的變化，通過放大、整形和計數(shù)等電路即可以測量轉(zhuǎn)速。四、實驗步驟：14 / 28圖2 圖1 磁電轉(zhuǎn)速傳感器實驗安裝、接線示意圖1、根據(jù)圖2將磁電式轉(zhuǎn)速傳感器安裝于架上，傳感器的端面對準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼并調(diào)節(jié)升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為23。2、按圖1接線，

23、首先在接線以前，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，將主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源224旋鈕調(diào)到最小(逆時針方向轉(zhuǎn)到底)后接入電壓表(顯示選擇打到20檔)監(jiān)測大約為.25V；然后關(guān)閉主機(jī)箱電源，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動電源按圖16所示分別接到主機(jī)箱的相應(yīng)電源和頻率轉(zhuǎn)速表(轉(zhuǎn)速檔)的Fin上。3、合上主機(jī)箱電源開關(guān)，在小于12范圍內(nèi)(電壓表監(jiān)測)調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變電機(jī)電樞電壓)，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。4、從2開始記錄每增加相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待電機(jī)轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù))；表1V(v)n(r/min)5、畫出電機(jī)的(電機(jī)電樞電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系)特性曲線。實驗完畢，關(guān)閉電源。注意：磁電式轉(zhuǎn)

24、速傳感器測速實驗中，傳感器不用接電源。五、思考題：為什么磁電式轉(zhuǎn)速傳感器不能測很低速的轉(zhuǎn)動，能說明理由嗎？實驗七 光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗一、實驗?zāi)康模毫私夤怆娹D(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理及方法。二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、轉(zhuǎn)動源 、光電轉(zhuǎn)速傳感器光電斷續(xù)器(已裝在轉(zhuǎn)動源上)。三、基本原理光電式轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和透射型二種，本實驗裝置是透射型的(光電斷續(xù)器)，傳感器端部二內(nèi)側(cè)分別裝有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光源透過轉(zhuǎn)盤上通孔后由光電管接收轉(zhuǎn)換成電信號，由于轉(zhuǎn)盤上有均勻間隔的6個孔，轉(zhuǎn)動時將獲得與轉(zhuǎn)速有關(guān)的脈沖數(shù)，將脈沖計數(shù)處理即可得到轉(zhuǎn)速值。16 / 28四、實驗步驟：圖1 光電傳感器測速實驗1、將

25、主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)224V旋鈕旋到最小(逆時針旋到底)并接上電壓表；再按圖25所示接線，將主機(jī)箱中頻率轉(zhuǎn)速表的切換開關(guān)切換到轉(zhuǎn)速處。2、檢查接線無誤后，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，在小于12范圍內(nèi)(電壓表監(jiān)測)調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變電機(jī)電樞電壓)，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。3、從2開始記錄每增加相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待轉(zhuǎn)速表顯示比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù))；V（v）n(r/min)畫出電機(jī)的(電機(jī)電樞電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系)特性曲線。實驗完畢，關(guān)閉電源。五、思考題： 已進(jìn)行的實驗中用了多種傳感器測量轉(zhuǎn)速，試分析比較一下哪種方法最簡單、方便。實驗八 差動變壓器的應(yīng)用振動測量實驗一、實驗?zāi)康模毫?/p>

26、解差動變壓器測量振動的方法。二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、差動變壓器、差動變壓器實驗?zāi)０?、移相?相敏檢波器/濾波器模板、振動源、示波器。三、基本原理：由實驗九差動變壓器性能實驗基本原理可知，當(dāng)差動變壓器的鐵芯連接桿與被測體連接時就能檢測到被測體的位移或振動。16 / 28四、實驗步驟：1、將差動變壓器按圖1卡在傳感器安裝支架的U型槽上并擰緊差動變壓器的夾緊螺母，調(diào)整傳感器安裝支架使差動變壓器的鐵芯連桿與振動臺中心點磁鋼吸合并擰緊傳感器安裝支架壓緊螺帽，再調(diào)節(jié)升降桿使差動變壓器鐵芯大約處于線圈的中心位置。圖1 差動變壓器振動測量安裝、接線圖2、按圖1接線，并調(diào)整好有關(guān)部分，調(diào)整如下：（1）檢查接線無誤

27、后，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，用頻率表、示波器監(jiān)測音頻振蕩器LV的頻率和幅值，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率、幅度旋鈕使Lv輸出45KHz、Vop-p=2V的激勵電壓。（2）用示波器觀察相敏檢波器輸出(圖中低通濾波器輸出中接的示波器改接到相敏檢波器輸出)，調(diào)節(jié)升降桿(松開鎖緊螺釘轉(zhuǎn)動升降桿的銅套)的高度，使示波器顯示的波形幅值為最小。（3）仔細(xì)調(diào)節(jié)差動變壓器實驗?zāi)０宓腞W1和RW2(交替調(diào)節(jié))使示波器（相敏檢波器輸出）顯示的波形幅值更小，基本為零點。（4）用手按住振動平臺（讓傳感器產(chǎn)生一個大位移）仔細(xì)調(diào)節(jié)移相器和相敏檢波器的旋鈕，使示波器顯示的波形為一個接近全波整流波形。（5）松手，整流波形消失變?yōu)橐粭l接近零

28、點線（否則再調(diào)節(jié)RW1和RW2）。(6)振動源的低頻輸入接上主機(jī)箱的低頻振蕩器，調(diào)節(jié)低頻振蕩器幅度旋鈕和頻率旋鈕，使振動平臺振蕩較為明顯。用示波器觀察放大器相敏檢波器Vo及低通濾波器的Vo波形。3、保持低頻振蕩器的幅度不變，改變振蕩頻率（頻率與輸出電壓Vp-p的監(jiān)測方法與實驗十相同）用示波器觀察低通濾波器的輸出，讀出峰峰電壓值，記下實驗數(shù)據(jù)，填入下表1。17 / 28表1()Vp-p（V）4、根據(jù)實驗結(jié)果作出梁的振幅頻率特性曲線，指出自振頻率的大致值，并與實驗七用應(yīng)變片測出的結(jié)果相比較。5、保持低頻振蕩器頻率不變，改變振蕩幅度，同樣實驗可得到振幅與電壓峰峰值Vp-p曲線（定性）。6、注意事項：

29、低頻激振電壓幅值不要過大，以免梁在自振頻率附近振幅過大。實驗完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：1、如果用直流電壓表來讀數(shù)，需增加哪些測量單元，測量線路該如何？2、利用差動變壓器測量振動，在應(yīng)用上有些什么限制？實驗九 壓電式傳感器測振動實驗一、實驗?zāi)康模毫私鈮弘妭鞲衅鞯臏y量振動的原理和方法。18 / 28二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、差動變壓器實驗?zāi)０?、振動源、示波器。三、基本原理：壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和受壓的壓電片等組成。（觀察實驗用壓電加速度計結(jié)構(gòu)）工作時傳感器感受與試件相同頻率的振動，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在晶片上，由于壓電效應(yīng)，壓電晶片上產(chǎn)生正比于運(yùn)動加速度的表面電荷。四、實驗步驟：1

30、、按圖1所示將壓電傳感器安裝在振動臺面上(與振動臺面中心的磁鋼吸合)，振動源的低頻輸入接主機(jī)箱中的低頻振蕩器，其它連線按圖示意接線。圖1 壓電傳感器振動實驗安裝、接線示意圖2、合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度旋鈕使振動臺振動，觀察低通濾波器輸出的波形。3、用示波器的兩個通道同時觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形；在振動臺正常振動時用手指敲擊振動臺同時觀察輸出波形變化。4、改變振動源的振蕩頻率(調(diào)節(jié)主機(jī)箱低頻振蕩器的頻率)，觀察輸出波形變化。實驗完畢，關(guān)閉電源。實驗十 壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗19 / 28一、實驗?zāi)康模鹤兓?，我們把這一變化引入測量電路，則其輸出電壓的變化反映了

31、所受到的壓力變化。四、實驗步驟：1、將壓力傳感器安裝在實驗?zāi)０宓闹Ъ苌?，根?jù)圖1連接管路和電路（主機(jī)箱內(nèi)的氣源部分，壓縮泵、貯氣箱、流量計已接好）。引壓膠管一端插入主機(jī)箱面板上氣源的快速接口中（注意管子拆卸時請用雙指按住氣源快速接口邊緣往內(nèi)壓，則可輕松拉出），另一端口與壓力傳感器相連。壓力傳感器引了解擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器測量壓力的原理和方法。二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、壓阻式壓力傳感器、壓力傳感器實驗?zāi)０?、引壓膠管。三、基本原理擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器在單晶硅的基片上擴(kuò)散出P型或N型電阻條，接成電橋。在壓力作用下根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，基片產(chǎn)生應(yīng)力，電阻條的電阻率產(chǎn)生很大變化，引起電阻的線為4芯線：

32、1端接地線，2端為U0，3端接4V電源，4端為Uo，接線見圖8。 圖1 壓阻式壓力傳感器測壓實驗安裝、接線圖2、實驗?zāi)０迳蟁W2用于調(diào)節(jié)放大器零位，RW1調(diào)節(jié)放大器增益。按圖8將實驗?zāi)０宓姆糯笃鬏敵鯲02接到主機(jī)箱(電壓表)的Vin插孔，將主機(jī)箱中的顯示選擇開關(guān)撥到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，RW1旋到滿度的13位置(即逆時針旋到底再順時針旋2圈)，仔細(xì)調(diào)節(jié)RW2使主機(jī)箱電壓表顯示為零。3、合上主機(jī)箱上的氣源開關(guān)，啟動壓縮泵，逆時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計下端調(diào)壓閥的旋鈕，此時可看到流量計中的滾珠在向上浮起懸于玻璃管中，同時觀察氣壓表和電壓表的變化。4、調(diào)節(jié)流量計旋鈕，使氣壓表顯示某一值，觀察電壓表顯示

33、的數(shù)值。5、仔細(xì)地逐步調(diào)節(jié)流量計旋鈕，使壓力在218KPa之間變化，每上升1KPa氣壓分別讀取電壓表讀數(shù)，將數(shù)值列于表1。 表8P(KPa)20 / 28Vo(p-p)（1）、畫出實驗曲線計算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性誤差。（2）、如果本實驗裝置要成為一個壓力計，則必須對電路進(jìn)行標(biāo)定，方法采用逼近法：輸入4KPa氣壓，調(diào)節(jié)Rw2（低限調(diào)節(jié)），使電壓表顯示.25V(有意偏小)，當(dāng)輸入16KPa氣壓，調(diào)節(jié)Rw1（高限調(diào)節(jié)）使電壓表顯示1.2V(有意偏小)；再調(diào)氣壓為4KPa，調(diào)節(jié)Rw2（低限調(diào)節(jié)），使電壓表顯示.3V(有意偏小)，調(diào)氣壓為16KPa，調(diào)節(jié)Rw1（高限調(diào)節(jié)）使電壓表顯示1.3V(有意偏小

34、)；這個過程反復(fù)調(diào)節(jié)直到逼近自己的要求(4KPa0.4V，16KPa1.6V)即可。6、實驗完畢，關(guān)閉電源。實驗十一 扭短傳感器靜態(tài)性能實驗21 / 28一、實驗?zāi)康模毫私鈴椥泽w和應(yīng)變式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理。二、實驗設(shè)備：主機(jī)箱、扭矩傳感器、祛碼（50g×10）、扭矩傳感器實驗?zāi)０?、四位半?shù)顯萬用表(自備)、砝碼盤。三、基本原理：基于應(yīng)變式傳感器的工作原理，彈性體采用輪幅式結(jié)構(gòu)圖1，當(dāng)輪幅式結(jié)構(gòu)的十字梁的方孔上受到外加力矩M作用時，外圓周邊固定的十字梁中心點受到的力矩為MF×L，在F力作用下每根輻射條受力后產(chǎn)生應(yīng)變，使粘貼在二根輻射條(上、下表面)上的四片電阻應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化。當(dāng)四片應(yīng)變片組成全橋時，則橋路的輸出量反應(yīng)了被測的力矩值。圖l 傳感器結(jié)構(gòu)圖四、實驗步驟： 1、用萬用表測量傳感器引線四個端點之間的阻值來判斷電橋（傳感器內(nèi)部應(yīng)變片己組成橋路）的對角點；設(shè)扭矩傳感器電橋四端點為a、b、c、d，若測得：ac、cb、bd、da的阻值均為262歐姆左右，ab、cd的阻值均為350歐姆左右，則對角點為a與b、c與d組成的電橋是正確的。否則要重新判斷（提示參考：一般引線標(biāo)記1、2為a、b；3、4為c、d）。 2、扭矩傳感器實驗?zāi)０宓姆糯笃髡{(diào)零：將圖2中放大器的輸入端g、h短接（橋