實(shí)訓(xùn)一箔式應(yīng)變片性能――單臂電橋

1、實(shí)訓(xùn)一箔式應(yīng)變片性能單臂電橋2實(shí)訓(xùn)二箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較4實(shí)訓(xùn)三箔式應(yīng)變片的溫度效應(yīng)5實(shí)訓(xùn)四應(yīng)變電路的溫度補(bǔ)償6實(shí)訓(xùn)五半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)性能8實(shí)訓(xùn)六半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)直流半橋測(cè)試系統(tǒng)10實(shí)訓(xùn)七箔式應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片性能比較11實(shí)訓(xùn)八移相器實(shí)訓(xùn)12實(shí)訓(xùn)九相敏檢波器實(shí)訓(xùn)14實(shí)訓(xùn)十箔式應(yīng)變片組成的交流全橋16實(shí)訓(xùn)十一激勵(lì)頻率對(duì)交流全橋的影響18實(shí)訓(xùn)十二交流全橋的應(yīng)用振幅測(cè)量19實(shí)訓(xùn)十三交流全橋組成的電子秤20實(shí)訓(xùn)十四差動(dòng)變壓器性能21實(shí)訓(xùn)十五差動(dòng)變壓器零殘電壓的補(bǔ)償23實(shí)訓(xùn)十六差動(dòng)變壓器的標(biāo)定25實(shí)訓(xùn)十七差動(dòng)變壓器的振動(dòng)測(cè)量27實(shí)訓(xùn)十八差動(dòng)螺管式電感傳感器位移測(cè)量28實(shí)訓(xùn)十九差動(dòng)螺管式電感傳感器振幅測(cè)量

2、29實(shí)訓(xùn)二十激勵(lì)頻率對(duì)電感傳感器的影響30實(shí)訓(xùn)二十一熱電式傳感器熱電偶32實(shí)訓(xùn)二十二熱敏式溫度傳感器測(cè)溫實(shí)訓(xùn)1實(shí)訓(xùn)二十三PN結(jié)溫度傳感器2實(shí)訓(xùn)二十四光纖位移傳感器位移測(cè)量3實(shí)訓(xùn)二十五光纖傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量5實(shí)訓(xùn)二十六光電傳感器的應(yīng)用光電轉(zhuǎn)速測(cè)試6實(shí)訓(xùn)二十七霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性7實(shí)訓(xùn)二十八霍爾式傳感器的交流激勵(lì)特性9實(shí)訓(xùn)二十九霍爾傳感器的應(yīng)用振幅測(cè)量10實(shí)訓(xùn)三十霍爾傳感器的應(yīng)用電子秤11實(shí)訓(xùn)三十一電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定12實(shí)訓(xùn)三十二被測(cè)材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響13實(shí)訓(xùn)三十三電渦流式傳感器的振幅測(cè)量14實(shí)訓(xùn)三十四電渦流傳感器的稱重實(shí)訓(xùn)15實(shí)訓(xùn)三十五電渦流傳感器電機(jī)測(cè)試實(shí)訓(xùn)16實(shí)訓(xùn)三十六磁電

3、式傳感器17實(shí)訓(xùn)三十七壓電加速度式傳感器18實(shí)訓(xùn)三十八電容式傳感器特性19實(shí)訓(xùn)三十九擴(kuò)散硅壓力傳感器（MPX）實(shí)訓(xùn)21實(shí)訓(xùn)四十氣敏傳感器特性實(shí)訓(xùn)23實(shí)訓(xùn)四十一濕敏傳感器濕敏電阻實(shí)訓(xùn)24實(shí)訓(xùn)四十二力平衡式傳感器26實(shí)訓(xùn)四十三雙平行梁的動(dòng)態(tài)特性正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)28實(shí)訓(xùn)四十四微機(jī)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集處理29實(shí)訓(xùn)四十五溫度控制系統(tǒng)安裝32實(shí)訓(xùn)一箔式應(yīng)變片性能單臂電橋一、實(shí)訓(xùn)目地：1 觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。2 測(cè)試應(yīng)變梁變形的應(yīng)變輸出。3 比較各橋路間的輸出關(guān)系。二、實(shí)訓(xùn)原理：本實(shí)訓(xùn)說(shuō)明箔式應(yīng)變片及單臂直流電橋的原理和工作情況。應(yīng)變片是最常用的測(cè)力傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測(cè)試時(shí)，應(yīng)變片要牢固地粘貼在

4、測(cè)試體表面，當(dāng)測(cè)件受力發(fā)生形變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)測(cè)量電路，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出顯示。電橋電路是最常用的非電量電測(cè)電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時(shí)，橋路對(duì)臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個(gè)電阻R1、R2、R3、R4中，電阻的相對(duì)變化率分別為R1R1、R2R2、R3R3、R4R4，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工作，且R1R2R3R4R，。由此可知，單臂，半橋，全橋電路的靈敏度依次增大。三、實(shí)訓(xùn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源（±4V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、箔式應(yīng)變片、測(cè)微頭、（或雙孔懸臂梁、稱重砝碼）、電

5、壓表。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1調(diào)零。開(kāi)啟儀器電源，差動(dòng)放大器增益置100倍（順時(shí)針?lè)较蛐降祝?，“、”輸入端用?shí)訓(xùn)線對(duì)地短路。輸出端接數(shù)字電壓表，用“調(diào)零”電位器調(diào)整差動(dòng)放大器輸出電壓為零，然后拔掉實(shí)訓(xùn)線。調(diào)零后電位器位置不要變化。如需使用毫伏表，則將毫伏表輸入端對(duì)地短路，調(diào)整“調(diào)零”電位器，使指針居“零”位。拔掉短路線，指針有偏轉(zhuǎn)是有源指針式電壓表輸入端懸空時(shí)的正常情況。調(diào)零后關(guān)閉儀器電源。2按圖（1）將實(shí)訓(xùn)部件用實(shí)訓(xùn)線連接成測(cè)試橋路。橋路中R1、R2、R3、和WD為電橋中的固定電阻和直流調(diào)平衡電位器，R為應(yīng)變片（可任選上、下梁中的一片工作片）。直流激勵(lì)電源為±4V。4V RR24V R

6、3 R1WDV圖（1）測(cè)微頭裝于懸臂梁前端的永久磁鋼上，并調(diào)節(jié)使應(yīng)變梁處于基本水平狀態(tài)。3確認(rèn)接線無(wú)誤后開(kāi)啟儀器電源，并預(yù)熱數(shù)分鐘。調(diào)整電橋WD電位器，使測(cè)試系統(tǒng)輸出為零。4旋動(dòng)測(cè)微頭，帶動(dòng)懸臂梁分別作向上和向下的運(yùn)動(dòng)，以懸臂梁水平狀態(tài)下電路輸出電壓為零為起點(diǎn)，向上和向下移動(dòng)各5mm，測(cè)微頭每移動(dòng)0.5mm記錄一個(gè)差動(dòng)放大器輸出電壓值，并列表。（或在雙孔懸臂梁稱重平臺(tái)上依次放上砝碼，進(jìn)行上述實(shí)訓(xùn)）。位移mm電壓V根據(jù)表中所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度S，SVX，并在坐標(biāo)圖上做出VX關(guān)系曲線。五、注意事項(xiàng)： 1實(shí)訓(xùn)前應(yīng)檢查實(shí)訓(xùn)接插線是否完好，連接電路時(shí)應(yīng)盡量使用較短的接插線，以避免引入干擾。 2接插線插入插

7、孔，以保證接觸良好，切忌用力拉扯接插線尾部，以免造成線內(nèi)導(dǎo)線斷裂。實(shí)訓(xùn)二箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較一、實(shí)訓(xùn)原理：說(shuō)明實(shí)際使用的應(yīng)變電橋的性能和原理。已知單臂、半橋和全橋電路的R分別為R/R、2RR、4RR。根據(jù)戴維南定理可以得出測(cè)試電橋的輸出電壓近似等于1/4·E·R，電橋靈敏度KuVRR，于是對(duì)應(yīng)于單臂、半橋和全橋的電壓靈敏度度分別為1/4E、1/2E和E.。由此可知，當(dāng)E和電阻相對(duì)變化一定時(shí)，電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無(wú)關(guān)。二、實(shí)訓(xùn)所需部件直流穩(wěn)壓電源（±4V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、箔式應(yīng)變片、測(cè)微頭、（或雙孔懸臂梁、稱重砝碼）、電壓表。三、實(shí)訓(xùn)步驟：

8、 1在完成實(shí)訓(xùn)一的基礎(chǔ)上，不變動(dòng)差動(dòng)放大器增益和調(diào)零電位器，依次將圖（1）中電橋固定電阻R1、R2、R3換成箔式應(yīng)變片，分別接成半橋和全橋測(cè)試系統(tǒng)。2重復(fù)實(shí)訓(xùn)一中34步驟，測(cè)出半橋和全橋輸出電壓并列表，計(jì)算靈敏度。3在同一坐標(biāo)上描出VX曲線，比較三種橋路的靈敏度，并做出定性的結(jié)論。四、注意事項(xiàng)： 1應(yīng)變片接入電橋時(shí)注意其受力方向，一定要接成差動(dòng)形式。2直流激勵(lì)電壓不能過(guò)大，以免造成應(yīng)變片自熱損壞。3由于進(jìn)行位移測(cè)量時(shí)測(cè)微頭要從零正的最大值，又回復(fù)到零，再負(fù)的最大值，因此容易造成零點(diǎn)偏移，因此計(jì)算靈敏度時(shí)可將正X的靈敏度與負(fù)的X的靈敏度分開(kāi)計(jì)算。再求平均值，以后實(shí)訓(xùn)中凡需過(guò)零的實(shí)訓(xùn)均可采用此種方

9、法。實(shí)訓(xùn)三箔式應(yīng)變片的溫度效應(yīng)一、實(shí)訓(xùn)目的：說(shuō)明溫度變化對(duì)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的影響。二、實(shí)訓(xùn)原理：溫度變化引起應(yīng)變片阻值發(fā)生變化的原因是應(yīng)變片電阻絲的溫度系數(shù)及電阻絲與測(cè)試中的膨脹系數(shù)不同。由此引起測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓發(fā)生變化。三、實(shí)訓(xùn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動(dòng)放大器、電壓表、測(cè)微頭、加熱器、溫度計(jì)（可用儀器中的PN結(jié)溫度傳感器或熱電偶作測(cè)溫參考）。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1按圖（1）接線，開(kāi)啟電源，調(diào)整系統(tǒng)輸出為零。2記錄加熱前測(cè)試系統(tǒng)感受的溫度，可用熱電偶或集成溫度傳感器測(cè)得。3開(kāi)啟“加熱”電源，觀察測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓隨溫度升高而發(fā)生的變化。待電壓讀數(shù)基本穩(wěn)定后記下電壓值及溫度升高值。4求出溫度漂移值

10、VT。五、注意事項(xiàng)：由于本儀器中所使用的BHF箔式應(yīng)變片具有防自蠕變性能，因此溫度系數(shù)還是比較小的。實(shí)訓(xùn)四應(yīng)變電路的溫度補(bǔ)償一、實(shí)訓(xùn)目的：由于溫度變化引入了測(cè)量誤差，因此實(shí)用測(cè)試電路中必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。二、實(shí)訓(xùn)原理：用補(bǔ)償片法是應(yīng)變電橋溫度補(bǔ)償方法中的一種，如圖（2）所示。在電橋中，R1為工作片，R2為補(bǔ)償片，R1R2。當(dāng)溫度變化時(shí)兩應(yīng)變片的電阻變化R1與R2符號(hào)相同，數(shù)量相等，橋路如原來(lái)是平衡的，則溫度變化后R1R4R2R3，電橋仍滿足平衡條件，無(wú)漂移電壓輸出，由于補(bǔ)償片所貼位置與工作片成90°，所以只感受溫度變化，而不感受懸臂梁的應(yīng)變。4V RR4V R RWDV差放 電壓表R1

11、 R2R3 R4V圖（2）圖（3）三、實(shí)訓(xùn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動(dòng)放大器、電壓表、測(cè)微頭、加熱器、溫度計(jì)（可用儀器中的PN結(jié)溫度傳感器或熱電偶作測(cè)溫參考）。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1按圖（3）接好線路，圖中R和R分別為箔式工作片和補(bǔ)償片。2重復(fù)實(shí)訓(xùn)三14步驟，求出接入補(bǔ)償片后系統(tǒng)的溫度漂移，并與實(shí)訓(xùn)三的結(jié)果進(jìn)行比較。五、注意事項(xiàng)：應(yīng)正確選擇補(bǔ)償片。在面板的應(yīng)變片接線端中，從左至右18對(duì)接線端分別是：1上梁半導(dǎo)體應(yīng)變片，2下梁半導(dǎo)體應(yīng)變片。3.5上梁箔式應(yīng)變工作片，下梁。應(yīng)變工作片，7.8上、下梁溫度補(bǔ)償片。電路中工作片與補(bǔ)償片應(yīng)在同一應(yīng)變梁上。實(shí)訓(xùn)五半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)性能一、實(shí)訓(xùn)目的：說(shuō)明半導(dǎo)體應(yīng)

12、變計(jì)的靈敏度和溫度效應(yīng)。二、實(shí)訓(xùn)原理：由于材料的阻值，則, 當(dāng)應(yīng)變，靈敏度; 對(duì)于箔式應(yīng)變片，K箔12，主要是由形變引起。對(duì)于半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)，K半（/）/,主要由電阻率變化引起。由于半導(dǎo)體材料的“壓阻效應(yīng)”特別明顯，可以反映出很微小的形變，所以K半要大于K箔，但是受溫度影響大。2V RRWDVR2V圖（4）三、實(shí)訓(xùn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動(dòng)放大器、半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)、測(cè)微頭、電壓表、溫度計(jì)（可用儀器中的PN結(jié)溫度傳感器或熱電偶作測(cè)溫參考）。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1按圖（4）接線，R是半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)，另一臂電阻是電橋上固定電阻。開(kāi)啟電源后預(yù)熱數(shù)分鐘。2按單臂電橋?qū)嵱?xùn)步驟調(diào)整懸臂梁位置，調(diào)整系統(tǒng)輸出，用測(cè)

13、微頭進(jìn)行位移，記錄V，X數(shù)據(jù)，作出VX曲線，求出靈敏度。3重新調(diào)整測(cè)試系統(tǒng)輸出為零。記錄加溫前的工作溫度T。4打開(kāi)“加熱”開(kāi)關(guān)，觀察隨溫度升高系統(tǒng)輸出電壓溫漂情況。待電壓穩(wěn)定后測(cè)得溫升，求出系統(tǒng)的溫漂VT。五、注意事項(xiàng)：此實(shí)訓(xùn)中直流激勵(lì)電壓只能用±2V，以免引起半導(dǎo)體自熱。實(shí)訓(xùn)六半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)直流半橋測(cè)試系統(tǒng)一、實(shí)訓(xùn)目的：通過(guò)實(shí)際運(yùn)用的半導(dǎo)體半橋電路，與實(shí)訓(xùn)五的半導(dǎo)體單臂電路進(jìn)行性能比較,特別是要比較兩種測(cè)試系統(tǒng)的漂移現(xiàn)象.二、實(shí)訓(xùn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動(dòng)放大器、半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)、測(cè)微頭、電壓表、溫度計(jì)（可用儀器中的PN結(jié)溫度傳感器或熱電偶作測(cè)溫參考）、加熱器。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1

14、按圖（5）接線，電橋中R和R為半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)。 2按實(shí)訓(xùn)五步驟測(cè)出V，X值，畫(huà)出VX曲線，求出靈敏度，測(cè)出溫度變化時(shí)的溫漂。2V RR2V R RWDV差放R圖（5）四、注意事項(xiàng)：此實(shí)訓(xùn)的測(cè)試條件應(yīng)與實(shí)訓(xùn)五一致。實(shí)訓(xùn)七箔式應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片性能比較一、實(shí)訓(xùn)目的：通過(guò)實(shí)訓(xùn)比較兩種應(yīng)變電路的靈敏度與溫度特性二、實(shí)訓(xùn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源、差動(dòng)放大器、箔式應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片、測(cè)微頭、電壓表、加熱器、溫度計(jì)（可用儀器中的PN結(jié)溫度傳感器或熱電偶作測(cè)溫參考）。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1分別做箔式單臂電橋和半導(dǎo)體式單臂電橋?qū)嵱?xùn)，接線如圖（1）所示，直流激勵(lì)源為±2V，差動(dòng)放大器增益為100倍。調(diào)整系統(tǒng)

15、，在相同的實(shí)訓(xùn)條件下分別測(cè)得兩組數(shù)據(jù)填入表格，求出靈敏度。位移Xmm靈敏度V半導(dǎo)體單臂V箔式單臂V半導(dǎo)體半橋V箔式半橋2將電橋中一固定電阻換成應(yīng)變片，做箔式半橋和半導(dǎo)體半橋?qū)嵱?xùn)，將測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)分別填入表格，求出靈敏度。3在同一坐標(biāo)上畫(huà)出四條VX曲線以作比較。4分別對(duì)箔式變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片加熱，測(cè)出兩種測(cè)試電路的溫漂，并進(jìn)行比較。實(shí)訓(xùn)結(jié)果以證實(shí)實(shí)訓(xùn)五中對(duì)半導(dǎo)體應(yīng)變片性能的分析。四、注意事項(xiàng)：進(jìn)行上述實(shí)訓(xùn)時(shí)激勵(lì)電壓，差動(dòng)放大器增益、測(cè)微頭起始點(diǎn)位置等實(shí)訓(xùn)條件必須一致，否則就無(wú)可比性。實(shí)訓(xùn)八移相器實(shí)訓(xùn)一、實(shí)訓(xùn)目的：說(shuō)明由運(yùn)算放大器構(gòu)成的移相電路的工作原理。R1 10KR4 10KR6 2KR5 1

16、0KR3 10KR210KV入V出C1 8800PWC2 223652317移相器電路圖（6）二、實(shí)訓(xùn)原理：圖（6）為移相電路示意圖。該電路的團(tuán)環(huán)增益把拉普拉氏算符換成頻率域的參數(shù)，則得到：又改寫(xiě)為在實(shí)訓(xùn)電路中，常設(shè)定幅頻特性G（j）1,為此選擇參數(shù)R1=RF=10K由上, R=20K,則輸出幅度與頻率無(wú)關(guān)，閉路增益可簡(jiǎn)化為：當(dāng)R=2R1=2RRF時(shí)，G（j）1。由上式可以得到相頻特性表達(dá)式：由tg表達(dá)式和正切三角函數(shù)半角公式可以得到：因此可以得到相移為：電阻R可以在很寬的范圍內(nèi)變化，當(dāng)WRC很大時(shí)，相移O，式中負(fù)號(hào)表示相位超前，如將電路中R和C互換位置，則可得到相位滯后的情況。如果阻容網(wǎng)絡(luò)R

17、c不變，則相移將隨輸入信號(hào)的頻率而改變。三、實(shí)訓(xùn)所需部件：移相器、音頻振蕩器、雙線示波器。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1音頻振蕩器頻率、幅值旋鈕居中，將信號(hào)（0°或180°均可）送入移相器輸入端。2將雙線示波器兩測(cè)試線分別接移相器輸入輸出端，調(diào)整示波器，觀察波形。3調(diào)節(jié)移相器“移相”旋鈕，觀察兩路波形的相位變化。4改變音頻振蕩器頻率，觀察不同頻率時(shí)移相器的移相范圍。5根據(jù)移相器實(shí)際電路圖分析其工作原理。五、注意事項(xiàng)：因?yàn)楸緦?shí)訓(xùn)儀中音頻信號(hào)由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，所以通過(guò)移相器后波形局部有些畸變，這不是儀器故障。實(shí)訓(xùn)九相敏檢波器實(shí)訓(xùn)一、實(shí)訓(xùn)目的：說(shuō)明由施密特開(kāi)關(guān)電路及運(yùn)放組成的相敏檢波電路的原

18、理。二、實(shí)訓(xùn)原理：相敏檢波電路如圖（7）所示：圖中為輸入信號(hào)端，為輸出端，為交流參考電壓電輸入端，為直流參考電壓輸入。當(dāng)、端輸入控制電壓信號(hào)時(shí)，通過(guò)差動(dòng)放大器的作用使D和J處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而把端輸入的正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換成半波整流信號(hào)。2 3533V出R2 22KC1 104R1 30KW 51KR5 2K2R4 30KR3 30KV入76 5JD1圖（7）三、實(shí)訓(xùn)所需部件：相敏檢波器、移相器、音頻振蕩器、直流穩(wěn)壓電源、低通濾波器、電壓表、示波器。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1將音頻振蕩器頻率、幅度旋鈕居中，輸出信號(hào)（0°或180°均可）。接相敏檢波器輸入端。2將直流穩(wěn)壓電源2V檔輸出電壓（正

19、或負(fù)均可）接相敏檢波器端。3示波器兩通道分別接相敏輸入、輸出端，觀察輸入、輸出波形的相位關(guān)系和幅值關(guān)系。 4改變端參考電壓的極性，觀察輸入、輸出波形的相位和幅值關(guān)系。由此可以得出結(jié)論：當(dāng)參考電壓為正時(shí)，輸入與輸出同相，當(dāng)參考電壓為負(fù)時(shí)，輸入與輸出反相。 5將音頻振蕩器0°端輸出信號(hào)送入移相器輸入端，移相器的輸出端與檢敏檢波器的參考輸入端連接，相敏檢波器的信號(hào)輸入端接音頻0°輸出。6用示波器兩通道觀察附加觀察插口、的波形。可以看出，相敏檢波器中整形電路的作用是將輸入的正弦波轉(zhuǎn)換成方波，使相敏檢波器中的電子開(kāi)關(guān)能正常工作。7將相敏檢波器的輸出端與低通濾波器的輸入端連接，低通輸出

20、端接數(shù)字電壓表20V檔。8示波器兩通道分別接相敏檢波器輸入、輸出端。9適當(dāng)調(diào)節(jié)音頻振蕩器幅值旋鈕和移相器“移相”旋鈕，觀察示波器中波形變化和電壓表電壓值變化，然后將相敏檢波器的輸入端改接至音頻振蕩器180°輸出端口，觀察示波器和電壓表的變化。由上可以看出，當(dāng)相敏檢波器的輸入信號(hào)與開(kāi)關(guān)信號(hào)同相時(shí)，輸出為正極性的全波整流信號(hào)，電壓表指示正極性方向最大值，反之，則輸出負(fù)極性的全波整流波形，電壓表指示負(fù)極性的最大值。10調(diào)節(jié)移相器“移相”旋鈕，利用示波器和電壓表，測(cè)出相敏檢波器的輸入VPP值與輸出直流電壓的關(guān)系。11使輸入信號(hào)與參考信號(hào)的相位改變180°，測(cè)出上述關(guān)系。輸入VPP（

21、V）輸出Vo（V）五、注意事項(xiàng)：檢敏檢波器最大輸入電壓VPP值為20V。實(shí)訓(xùn)十箔式應(yīng)變片組成的交流全橋一、實(shí)訓(xùn)目的：本實(shí)訓(xùn)說(shuō)明交流激勵(lì)的四臂應(yīng)變電橋的原理及工作情況。低通V1 2差放 相敏 檢波器電壓表0°5HKZ 移相Lv 5KHZR RR RWAWD圖（8）二、實(shí)訓(xùn)原理：圖（8）是交流全橋的一般形式。當(dāng)電橋平衡時(shí)，Z1Z4Z2Z3，電橋輸出為零。若橋臂阻抗相對(duì)變化為Z1Z1、Z2Z2、Z3Z3、Z4Z4，則電橋的輸出與橋臂阻抗的相對(duì)變化交流電橋工作時(shí)增大相角差可以提高靈敏度，傳感器最好是純電阻性或純電抗性的。交流電橋只有在滿足輸出電壓的實(shí)部和虛部均為零的條件下才會(huì)平衡。三、實(shí)訓(xùn)所

22、需部件：電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、測(cè)微頭、示波器。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1按圖（8）接線，確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)啟電源，音頻振蕩器輸出幅度和頻率居中。2調(diào)節(jié)測(cè)微頭使梁處于水平位置，調(diào)節(jié)電橋直流調(diào)平衡電位器WD，使系統(tǒng)輸出基本為零。仔細(xì)調(diào)節(jié)交流調(diào)平衡電位器WA，使系統(tǒng)輸出為零。3用示波器觀察各環(huán)節(jié)波形，測(cè)量讀數(shù)，列表填入V、X值，作出VX曲線，求出靈敏度。五、注意事項(xiàng)： 1欲提高交流全橋的靈敏度，可用示波器觀察相敏檢波器輸出端波形，若相敏檢波器輸出端波形脈動(dòng)成份較大，則系統(tǒng)雖然可以調(diào)零，但靈敏度較低，提高靈敏度的方法是當(dāng)系統(tǒng)初步調(diào)零后，用手將懸臂梁下壓至最低點(diǎn)，再調(diào)節(jié)

23、電路中的“移相”電位器，使相敏檢波器輸出波形盡量平直，再調(diào)節(jié)移相器“移相”旋鈕，用示波器觀察相敏檢波器端，使其輸出波形為首尾相接的全波整流波形，然后再松開(kāi)懸臂梁，用電橋調(diào)系統(tǒng)為零，這樣系統(tǒng)靈敏度會(huì)最高。 2做交流全橋?qū)嵱?xùn)時(shí)用指針式毫伏表可以比較直觀地看出應(yīng)變梁在正、反向受力時(shí)系統(tǒng)輸出電壓的變化情況。實(shí)訓(xùn)十一激勵(lì)頻率對(duì)交流全橋的影響一、實(shí)訓(xùn)原理：由于交流電橋中的各種阻抗的影響，改變激勵(lì)頻率可以提高交流全橋的靈敏度和提高抗干擾性。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、測(cè)微頭。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1接線、操作均按實(shí)訓(xùn)十進(jìn)行。2音頻振蕩器0°端輸

24、出信號(hào)，頻率從2KHZ10KHZ，接交流全橋，分別測(cè)出系統(tǒng)輸出電壓，列表填好V，X值，在同一坐標(biāo)上做出VX曲線，比較靈敏度，并得出結(jié)論，該交流全橋工作在哪個(gè)頻率時(shí)較為合適。四、注意事項(xiàng)：做上實(shí)訓(xùn)時(shí)頻率改變音頻振蕩器幅值不變，否則無(wú)可比性。XmmV2K（V）V5K（V）V8K（V）V10K（V）實(shí)訓(xùn)十二交流全橋的應(yīng)用振幅測(cè)量一、實(shí)訓(xùn)目的：說(shuō)明交流激勵(lì)的交流全橋的應(yīng)用。二、實(shí)訓(xùn)原理：當(dāng)梁受到不同的頻率信號(hào)激勵(lì)時(shí)，振幅不同，帶給應(yīng)變片的應(yīng)力不同，電橋輸出也不同。若激勵(lì)頻率和梁的固有頻率相同時(shí)，產(chǎn)生共振，此時(shí)電橋輸出為最大，根據(jù)這一原理可以找出梁的固有頻率。三、實(shí)訓(xùn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大

25、器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、測(cè)微頭、示波器。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1根據(jù)實(shí)訓(xùn)十的電路接線，移開(kāi)測(cè)微頭，調(diào)節(jié)電橋，使系統(tǒng)輸出為零，并使系統(tǒng)靈敏度最大。2將低頻振蕩器輸出端接至“激振II”端，此時(shí)懸臂梁開(kāi)始振動(dòng)。3用示波器觀察差動(dòng)放大器和低通濾波器的輸出波形，注意調(diào)節(jié)示波器的掃描時(shí)間，差動(dòng)放大器輸出的是調(diào)幅波。4固定低頻振蕩器幅值旋鈕不變，電壓頻率表放2KHZ檔，接低頻振蕩器輸出端。調(diào)節(jié)低頻振蕩頻率，用示波器讀出系統(tǒng)最大振幅值，此時(shí)頻率表所示即為梁的固有頻率。五、注意事項(xiàng)：懸臂梁激振時(shí)振幅不宜太大，否則易造成應(yīng)變片受損。CSY10B型實(shí)訓(xùn)儀因應(yīng)變片貼在雙孔懸臂梁上，由于結(jié)構(gòu)的原因，所以不

26、做振動(dòng)實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)十三交流全橋組成的電子秤一、實(shí)訓(xùn)目的：本實(shí)訓(xùn)說(shuō)明交流激勵(lì)的應(yīng)變?nèi)珮虻膶?shí)際應(yīng)用。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：音頻振蕩器、電橋、箔式應(yīng)變片、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器，低通濾波器，稱重砝碼，稱重平臺(tái)。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1按實(shí)訓(xùn)十接好線路，在懸臂梁頂端磁鋼上（或雙孔懸臂梁平臺(tái)上）放好稱重平臺(tái)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)為零。2在稱重平臺(tái)上逐步加上砝碼進(jìn)行標(biāo)定，并將結(jié)果填入表格。W（g）V（V） 3取走砝碼，在平臺(tái)上加一未知重量的物品，記下電壓表讀數(shù)。 4根據(jù)坐標(biāo)上WV曲線得知物品的大致重量。實(shí)訓(xùn)十四差動(dòng)變壓器性能一、實(shí)訓(xùn)目的：了解差動(dòng)變壓器的基本結(jié)構(gòu)及原理，通過(guò)實(shí)訓(xùn)驗(yàn)證差動(dòng)變壓器的基本特性。二、實(shí)訓(xùn)原理：差動(dòng)變

27、壓器由銜鐵、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和線圈骨架等組成。初級(jí)線圈做為差動(dòng)變壓器激勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接而成，相當(dāng)于變壓器的副邊。差動(dòng)變壓器是開(kāi)磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的。其原理及輸出特性見(jiàn)圖（9）R1LK1R3R2LoLoMaMbLv 5KHZ 示波器第一通道 第二通道圖（9）圖（10）三、實(shí)訓(xùn)所需部件：差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器、測(cè)微頭、示波器。四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1按圖（10）接線，差動(dòng)變壓器初級(jí)線圈必須從音頻振蕩器LV端功率輸出，雙線示波器第一通道靈敏度500mv/格，第二通道10mv格。2音頻振蕩器輸出頻率5KHZ，輸出值VPP 2V。3用手提壓變

28、壓器磁芯，觀察示波器第二通道波形是否能過(guò)零翻轉(zhuǎn)，如不能則改變兩個(gè)次級(jí)線圈的串接端。4旋動(dòng)測(cè)微頭，帶動(dòng)差動(dòng)變壓器銜鐵在線圈中移動(dòng)，從示波器中讀出次級(jí)輸出電壓VPP值，讀數(shù)過(guò)程中應(yīng)注意初、次級(jí)波形的相位關(guān)系。位移mm電壓V 5仔細(xì)調(diào)節(jié)測(cè)微頭使次級(jí)線圈的輸出波形至不能再小，這就是零點(diǎn)殘余電壓?？梢钥闯鏊c輸入電壓的相位差約為2，是基頻分量。6根據(jù)表格所列結(jié)果，畫(huà)出Vop-pX曲線，指出線性工作范圍。五、注意事項(xiàng)：示波器第二通道為懸浮工作狀態(tài)。實(shí)訓(xùn)十五差動(dòng)變壓器零殘電壓的補(bǔ)償一、實(shí)訓(xùn)目的：由于零殘電壓的存在會(huì)造成差動(dòng)變壓器零點(diǎn)附近的不靈敏區(qū)，如此電壓經(jīng)過(guò)放大器還會(huì)使放大器未級(jí)趨向飽和，影響電路正常工作

29、，因此必須采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行補(bǔ)償?shù)窒?。二、?shí)訓(xùn)原理：零殘電壓中主要包含兩種波形成份： 1基波分量。這是由于差動(dòng)變壓器二個(gè)次級(jí)繞組因材料或工藝差異造成等效電路參數(shù)（M、L、R）不同，線圈中的銅損電阻及導(dǎo)磁材料的鐵損，線圈中線間電容的存在，都使得激勵(lì)電流與所產(chǎn)生的磁通不同相。2高次諧波。主要是由導(dǎo)磁材料磁化曲線非線性引起，由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，使激勵(lì)電流與磁通波形不一致，產(chǎn)生了非正弦波（主要是三次諧波）磁通，從而在二次繞組中感應(yīng)出非正弦波的電動(dòng)勢(shì)。減少零殘電壓的辦法有：（1）從設(shè)計(jì)和工藝制作上盡量保證線路和磁路的對(duì)稱。（2）采用相敏檢波電路。（3）選用補(bǔ)償電路。三、實(shí)訓(xùn)所需部件：差動(dòng)變壓器

30、、電橋、音頻振蕩器、示波器、差動(dòng)放大器。10KHZ第一通道WD WAV-2VR圖（11）四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1根據(jù)圖（11）接線。示波器第一通道500mv/格，第二通道1V格，差動(dòng)放大器增益100倍，音頻LV端輸出VPP值2V。2調(diào)節(jié)測(cè)微頭帶動(dòng)銜鐵在線圈中運(yùn)動(dòng)，使差動(dòng)放大器輸出電壓最小，調(diào)整電橋網(wǎng)絡(luò)，使輸出更趨減小。如果補(bǔ)償效果不好則可在電橋交流插口另并聯(lián)一個(gè)數(shù)f的電容。3提高示波器第二通道靈敏度，將零殘電壓波形與激勵(lì)電壓波形比較。五、注意事項(xiàng)：由于補(bǔ)償線路要求差動(dòng)變壓器輸出必須懸浮，所以需用差動(dòng)放大器將次級(jí)的雙端輸出轉(zhuǎn)換為單端輸出，以便示波器觀察。實(shí)訓(xùn)十六差動(dòng)變壓器的標(biāo)定一、實(shí)訓(xùn)目的：說(shuō)明差動(dòng)變

31、器測(cè)試系統(tǒng)的組成和標(biāo)定方法。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、示波表、測(cè)微頭。移相器1 2差放 相敏 低通 電壓表音頻振蕩器 WALV WDR圖（12）三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1按圖（12）接線，差動(dòng)放大器增益適度，音頻振蕩器LV端輸出5KHZ，VP-P值2V。2調(diào)節(jié)電橋WD、WA電位器，調(diào)節(jié)測(cè)微頭帶動(dòng)銜鐵改變其在線圈中的位置，使系統(tǒng)輸出為零。3旋動(dòng)測(cè)微頭使銜鐵在線圈中上、下有一個(gè)較大的位移，用電壓表和示波器觀察系統(tǒng)輸出是否正負(fù)對(duì)稱(如有削波現(xiàn)象則應(yīng)減小差動(dòng)放大器增益)。如不對(duì)稱則需反復(fù)調(diào)節(jié)銜鐵位置和電橋、移相器，做到正負(fù)輸出對(duì)稱。4旋

32、動(dòng)測(cè)微頭，帶動(dòng)銜鐵向上5mm，向下5mm位移，每旋一周（）記錄一電壓值并填入表格。位移mm電壓V四、注意事項(xiàng)：系統(tǒng)標(biāo)定需調(diào)節(jié)電橋、移相器、銜鐵三者位置，正確的調(diào)節(jié)方法是：在步驟1、2之后用手將銜鐵壓至線圈最底部，調(diào)節(jié)移相器，用示波器兩個(gè)通道觀察相敏檢波器、端口，當(dāng)兩端口波形正好為同相或反相時(shí)恢復(fù)銜鐵位置，這樣才能做到系統(tǒng)輸出靈敏度最高并正負(fù)對(duì)稱。實(shí)訓(xùn)十七差動(dòng)變壓器的振動(dòng)測(cè)量一、實(shí)訓(xùn)目的：了解差動(dòng)變壓器的實(shí)際應(yīng)用。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、示波器。三、實(shí)訓(xùn)步驟：1 按圖（12）接線，調(diào)節(jié)好系統(tǒng)各部分。 2低頻振蕩器接入“激

33、振I”，使振動(dòng)圓盤(pán)保持適當(dāng)振幅。 3維持低頻振蕩器輸出幅度不變，用示波器觀察低通濾波器的輸出，電壓頻率表2KHZ檔接低頻輸出端，改變振蕩頻率從5HZ30HZ，讀出Vop-p值，填入下表：f(HZ)56789101112131415182030Vop-p 4根據(jù)實(shí)訓(xùn)結(jié)果做出振動(dòng)臺(tái)的振幅頻率特性曲線，指出自振頻率，并與實(shí)訓(xùn)十二應(yīng)變電橋所測(cè)結(jié)果做比較。四、注意事項(xiàng)： 1儀器中兩副懸臂梁的固有頻率因尺寸不同而不同。 2銜鐵位置可松開(kāi)支架上小螺絲稍做上、下調(diào)節(jié)。實(shí)訓(xùn)十八差動(dòng)螺管式電感傳感器位移測(cè)量一、實(shí)訓(xùn)原理：利用差動(dòng)變壓器的兩個(gè)次級(jí)線圈和銜鐵組成。銜鐵和線圈的相對(duì)位置變化引起螺管線圈電感值的變化。次級(jí)

34、二個(gè)線圈必須呈差動(dòng)狀態(tài)連接，當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)將使一個(gè)線圈電感增加，而另一線圈的電感減小。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、示波器、測(cè)微頭。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1差動(dòng)變壓器二個(gè)次級(jí)線圈組成差動(dòng)狀態(tài)，按圖（13）接線，音頻振蕩器LV端做為恒流源供電，差動(dòng)放大器增益適度。差動(dòng)變壓器的兩個(gè)線圈和電橋上的兩個(gè)固定電阻R組成電橋的四臂，電橋的作用是將電感變化轉(zhuǎn)換成電橋電壓輸出。 2旋動(dòng)測(cè)微頭使銜鐵在線圈中位置居中，此時(shí)LoLo，系統(tǒng)輸出為零。 3當(dāng)銜鐵上、下移動(dòng)時(shí)，LoLo，電橋失衡就有輸出，大小與銜鐵位移量成比例，相位則與銜鐵移動(dòng)方向有關(guān)，銜鐵向

35、上移動(dòng)和向下移動(dòng)時(shí)輸出波形相位相差約180°，由于電橋輸出是一個(gè)調(diào)幅波，因此必須經(jīng)過(guò)相敏檢波器后才能判斷電壓極性，以銜鐵位置居中為起點(diǎn)，分別向上、向下各位移5mm，記錄V，X值，做出VX曲線，求出靈敏度。移相器1 2差放 音頻振蕩器 LV R2低通檢波電壓表WDR3WALoLo實(shí)訓(xùn)十九差動(dòng)螺管式電感傳感器振幅測(cè)量一、實(shí)訓(xùn)目的：通過(guò)實(shí)訓(xùn)說(shuō)明利用差動(dòng)螺管式電感傳感器可以進(jìn)行較大動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)試。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、示波器。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1緊接實(shí)訓(xùn)十八，移開(kāi)測(cè)微頭，微調(diào)銜鐵在支架上的位置，調(diào)節(jié)電橋電路，使系統(tǒng)輸

36、出為零。 2將低頻振蕩器輸出接到“激振I”上，給振動(dòng)臺(tái)加一交變力，使振動(dòng)臺(tái)能上下振動(dòng)，用示波器觀察系統(tǒng)輸出波形是否對(duì)稱，如不對(duì)稱則需對(duì)電橋、移相器作些調(diào)整。 3保持低頻振蕩器輸出幅值不變，改變激振頻率f，便可得到它的動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果VPPf曲線如圖（14）FoF圖（14）四、注意事項(xiàng)：振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)時(shí)的幅度可盡量大，但以與周圍各部件不發(fā)生碰擦為宜，以免產(chǎn)生非正弦振動(dòng)。實(shí)訓(xùn)二十激勵(lì)頻率對(duì)電感傳感器的影響一、實(shí)訓(xùn)目的：說(shuō)明在不同的激勵(lì)頻率影響下差動(dòng)螺管式電感傳感器的不同特性。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：差動(dòng)變壓器、電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、雙線示波器、測(cè)微頭。差放 R2R3LVLoLo示波器 圖（15）三、實(shí)訓(xùn)

37、步驟： 1按圖（15）接線，音頻振蕩器置5KHZ，幅值居中，差動(dòng)放大器增益適度。 2裝上測(cè)微頭，調(diào)整銜鐵處于線圈中間位置，調(diào)節(jié)電橋使系統(tǒng)輸出為最小。 3旋動(dòng)測(cè)微頭，移動(dòng)銜鐵，每隔1mm從示波器讀出VP-P值，填入表格XmmVP-P(V) 4改變音頻振蕩器頻率，并重新調(diào)好零位，重復(fù)23步驟，將結(jié)果填入下表。X（mm） VP-P(V)f (Hz)1000200040006000800010K 5根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)上做出VX曲線，計(jì)算靈敏度，并做出靈敏度與頻率的關(guān)系曲線。由此可以看出，差動(dòng)螺管式電感傳感器的靈敏度與頻率特性密切相關(guān)，在某一個(gè)特定頻率時(shí)，傳感器最為靈敏，在其兩邊，靈敏度都有所下降，

38、故測(cè)試系統(tǒng)中應(yīng)選用這個(gè)激勵(lì)頻率。實(shí)訓(xùn)二十一熱電式傳感器熱電偶一、實(shí)訓(xùn)目的：觀察了解熱電偶的結(jié)構(gòu)，熟悉熱電偶的工作特性，學(xué)會(huì)查閱熱電偶分度表。二、實(shí)訓(xùn)原理：熱電偶的基本工作原理是熱電效應(yīng)，當(dāng)其熱端和冷端的溫度不同時(shí)，即產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。通過(guò)測(cè)量此電動(dòng)勢(shì)即可知道兩端溫差。如固定某一端溫度（一般固定冷端為室溫或0），則另一端的溫度就可知，從而實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。CSY型型實(shí)訓(xùn)儀中熱電偶為銅一康銅（T分度）,CSY10B型為鎳鉻-鎳硅（K分度）。三、實(shí)訓(xùn)所需部件：熱電偶、加熱器、差動(dòng)放大器、電壓表、溫度計(jì)（自備）四、實(shí)訓(xùn)步驟： 1打開(kāi)電源，差動(dòng)放大器增益放100倍，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使差放輸出為零。 2差動(dòng)放大

39、器雙端輸入接入熱電偶，打開(kāi)加熱開(kāi)關(guān)，迅速將差動(dòng)放大器輸出調(diào)零。 3隨加熱器溫度上升，觀察差動(dòng)放大器的輸出電壓的變化，待加熱溫度不再上升時(shí)（達(dá)到相對(duì)的熱穩(wěn)定狀態(tài)），記錄電壓表讀數(shù)。 4本儀器上熱電偶是由兩支銅康銅熱電偶串接而成，（CSY10B型實(shí)訓(xùn)儀為一支K分度熱電偶），熱電偶的冷端溫度為室溫，放大器的增益為100倍，計(jì)算熱電勢(shì)時(shí)均應(yīng)考慮進(jìn)去。用溫度計(jì)讀出熱電偶參考端所處的室溫t1。 E（t , to）= E（t , t1）+ E（t1 , to）實(shí)際電動(dòng)勢(shì)測(cè)量所得電勢(shì)溫度修止電動(dòng)勢(shì)式中E為熱電偶的電動(dòng)勢(shì)，t為熱電偶熱端溫度，to為熱電偶參考端溫度為0，t1為熱電偶參考端所處的溫度。查閱銅康銅熱

40、電偶分度表，求出加熱端溫度t。5.CSY10B型實(shí)訓(xùn)儀的K分度熱電偶如插入數(shù)字式溫度表端口，則直接顯示溫度值。五、注意事項(xiàng)：因?yàn)閮x器中差動(dòng)放大器放大倍數(shù)100倍，所以用差動(dòng)放大器放大后的熱電勢(shì)并非十分精確，因此查表所得到的熱端溫度也為近似值。K分度熱電偶分度表:銅康熱電偶分度（自由端溫度0）工作端溫度0123456789de/dt（vu）0102030405060708090100實(shí)訓(xùn)二十二熱敏式溫度傳感器測(cè)溫實(shí)訓(xùn)一、實(shí)訓(xùn)原理：用半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻具有靈敏度高，可以應(yīng)用于各領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)，熱電偶一般測(cè)高溫時(shí)線性較好，熱敏電阻則用于200以下溫度較為方便，本實(shí)訓(xùn)中所用熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)。溫度

41、變化時(shí)熱敏電阻阻值的變化導(dǎo)致運(yùn)放組成的壓/阻變換電路的輸出電壓發(fā)生相應(yīng)變化。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：熱敏電阻、溫度變換器、電壓表、溫度計(jì)（可用儀器中的PN結(jié)溫度傳感器或熱電偶作測(cè)溫參考）。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1觀察裝于懸臂梁上封套內(nèi)的熱敏電阻，將熱敏電阻接入溫度變換器Rt端口，調(diào)節(jié)“增益”旋鈕，使加熱前電壓輸出Vo端電壓值盡可能大但不飽和。用溫度計(jì)測(cè)出環(huán)境溫度To 并記錄。 2. 打開(kāi)加熱器，觀察溫度的溫升和溫度變換器Vo端的輸出電壓的變化情況，每升溫1記錄一個(gè)電壓值，待電壓穩(wěn)定后記下最終溫度T。To()Vo (V)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出VT曲線，求出靈敏度S。 SVT3負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻溫度特性可表示

42、為：Rt Rto exp Bn (1/T 1/To)式中Rt、Rto分別為溫度T、To時(shí)的阻值，Bn為電阻常數(shù)，它與材料激活能有關(guān)，一般情況下，Bn=20006000K，在高溫時(shí)使用，Bn值將增大。實(shí)訓(xùn)二十三PN結(jié)溫度傳感器一、實(shí)訓(xùn)原理：半導(dǎo)體P-N結(jié)具有非常良好的溫度線性。根據(jù)PN結(jié)特性表達(dá)公式可知，當(dāng)一個(gè)PN結(jié)制成后，其反向飽和電流基本上只與溫度有關(guān)，根據(jù)這一原理制成的PN 結(jié)集成溫度傳感器，可以直接顯示絕對(duì)溫度K，并且具有良好的線性與精度。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：PN結(jié)集成溫度傳感器、溫度變換器、加熱器、電壓表、溫度計(jì)（自備）三、實(shí)訓(xùn)步驟：1將PN結(jié)溫度傳感器接入溫度傳感器端，VT端接電壓表，

43、開(kāi)啟電源，電壓表2V檔顯示室溫的絕對(duì)溫度T，室溫T273。與溫度計(jì)顯示溫度進(jìn)行比較。如有差異可調(diào)節(jié)電位器加以修正。2打開(kāi)加熱器，觀察隨溫度上升電壓表所示的絕對(duì)溫度值的變化，與旁邊的熱電偶所測(cè)得的溫度進(jìn)行比較。（如用溫度計(jì)，則因其在塑套外與傳感器感受到的溫度是有差別的，實(shí)訓(xùn)時(shí)請(qǐng)注意這一點(diǎn)）。四、注意事項(xiàng)：位數(shù)字電壓表必須2V檔，VT端輸出的小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù)字即為絕對(duì)溫度值。實(shí)訓(xùn)二十四光纖位移傳感器位移測(cè)量一、實(shí)訓(xùn)原理：反射式光纖位移傳感器的工作原理如圖（16）所示，光纖采用Y型結(jié)構(gòu)，兩束多模光纖一端合并組成光纖探頭，在傳感系統(tǒng)中，一支為接收光纖，另一支為光源光纖，光纖只起傳輸信號(hào)的作用。當(dāng)光發(fā)射器

44、發(fā)生的紅外光，經(jīng)光源光纖照射至反射體，被反射的光經(jīng)接收光纖至光電轉(zhuǎn)換器，光電元件將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。其輸出的光強(qiáng)決定于反射體距光纖探頭的距離，通過(guò)對(duì)光強(qiáng)的檢測(cè)而得到位置量。輸出電壓（V）位移0 1 2 3 4 5 6 7mm光源光纖接收光纖X反射體X圖（16）反射式光纖位移傳感器原理圖及輸出特性曲線二、實(shí)訓(xùn)所需部件：光纖、光電轉(zhuǎn)換器、光電變換器、低頻振蕩器、示波器、電壓表、支架、反射片、測(cè)微頭。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1觀察光纖結(jié)構(gòu)：本儀器中光纖探頭為半圓型結(jié)構(gòu)，由數(shù)百根光導(dǎo)纖維組成，一半為光源光纖，一半為接收光纖。 2將原裝在電渦流線圈支架上的電渦流線圈取下，裝上光纖探頭，探頭對(duì)準(zhǔn)鍍鉻反射

45、片（即電渦流片）。 3振動(dòng)臺(tái)上裝上測(cè)微頭，開(kāi)啟電源，光電變換器Vo端接電壓表。旋動(dòng)測(cè)微頭，帶動(dòng)振動(dòng)平臺(tái)，使光纖探頭端面緊貼反射鏡面（必要時(shí)可稍許調(diào)整探頭角度），此時(shí)Vo輸出為最小。然后旋動(dòng)測(cè)微頭，使反射鏡面離開(kāi)探頭，每隔取一Vo電壓值填入下表，作出VX曲線。X0V得出輸出電壓特性曲線如圖(16)所示，分前坡和后坡，通常測(cè)量是采用線性較好的前坡。4振動(dòng)實(shí)訓(xùn)：將測(cè)微頭移開(kāi)，振動(dòng)臺(tái)處于自由狀態(tài)，根據(jù)VX曲線選取前坡中點(diǎn)位置裝好光纖探頭。將低頻振蕩器輸出接“激振I”，調(diào)節(jié)激振頻率和幅度，使振動(dòng)臺(tái)保持適當(dāng)幅度的振動(dòng)（以不碰到光纖探頭為宜）。用示波器觀察Vo端電壓波形。并用電壓頻率表2K檔讀出振動(dòng)頻率。四

46、、注意事項(xiàng)： 1光電變換器工作時(shí)Vo最大輸出電壓以2V左右為好，如增益過(guò)高可能導(dǎo)致FO端無(wú)法讀取頻率值，可通過(guò)調(diào)節(jié)增益電位器控制。2 實(shí)訓(xùn)時(shí)請(qǐng)保持反射鏡片的潔凈與光纖端面的垂直度。 3工作時(shí)光纖端面不宜長(zhǎng)時(shí)間直照強(qiáng)光，以免內(nèi)部電路受損。 4注意背景光對(duì)實(shí)訓(xùn)的影響,光纖勿成銳角曲折。 5每臺(tái)儀器的光電轉(zhuǎn)換器都是與儀器單獨(dú)調(diào)配的，請(qǐng)勿互換使用，光電轉(zhuǎn)換器應(yīng)與儀器編號(hào)配對(duì)，以保證儀器正常使用。實(shí)訓(xùn)二十五光纖傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量一、實(shí)訓(xùn)原理：當(dāng)光纖探頭與反射面的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化；光電變換器輸出電量也發(fā)生相應(yīng)的變化，經(jīng)VF電路變換，成方波頻率信號(hào)輸出。二、實(shí)訓(xùn)所需部件：光纖、光電變換器、測(cè)速電機(jī)及轉(zhuǎn)盤(pán)、

47、電壓頻率表、示波器。三、實(shí)訓(xùn)步驟： 1繼實(shí)訓(xùn)二十四，將光纖探頭轉(zhuǎn)一角度置于測(cè)速電機(jī)上方，并調(diào)整探頭高度使其距轉(zhuǎn)盤(pán)面1mm左右，光纖探頭以對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣內(nèi)3mm處為宜。3 光電變換器Fo端分別接電壓頻率表2KHZ檔和示波器DC檔。開(kāi)啟電機(jī)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速，用示波器觀察輸出波形并讀出頻率。（CSY10型）4 CSY10A、CSY10B型實(shí)訓(xùn)儀：測(cè)轉(zhuǎn)速時(shí)“光纖輸出”“光電輸出”須先接入“轉(zhuǎn)速信號(hào)入”端，經(jīng)整形電路輸出，在“轉(zhuǎn)速信號(hào)出”端口讀取頻率信號(hào)。電機(jī)轉(zhuǎn)速Fo端方波頻率除以2（每周兩個(gè)方波信號(hào)）四、注意事項(xiàng)： 1光纖探頭在支架上固定時(shí)應(yīng)保持與轉(zhuǎn)盤(pán)面平行，切不可相擦，以免使光纖端面受損。2 電機(jī)開(kāi)

48、關(guān)平時(shí)應(yīng)置關(guān)閉狀態(tài)，以保證穩(wěn)壓電源正常工作。3 實(shí)訓(xùn)時(shí)應(yīng)避免強(qiáng)光直接照射轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)面，以免造成測(cè)試誤差。實(shí)訓(xùn)二十六光電傳感器的應(yīng)用光電轉(zhuǎn)速測(cè)試一、實(shí)訓(xùn)目的：了解光電開(kāi)關(guān)的原理和應(yīng)用。二、實(shí)訓(xùn)原理：光電開(kāi)關(guān)由紅外發(fā)射、接收及整形電路組成，為遮斷式工作方式。三、實(shí)訓(xùn)所需部件：光電傳感器、光電變換器、測(cè)速電機(jī)及轉(zhuǎn)盤(pán)、電壓頻率表2KHZ檔、示波器。四、實(shí)訓(xùn)步驟：1光電傳感器“光電”端接光電變換器端，VF端接示波器和電壓頻率表2KHZ。（CSY10型、CSY10A、CSY10B接法參照實(shí)訓(xùn)二十五）2 安裝好光電傳感器位置，勿與轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)面相擦。 3開(kāi)啟電源，打開(kāi)電機(jī)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。用示波器觀察光電轉(zhuǎn)換器VF

49、端（轉(zhuǎn)速信號(hào)出端），并讀出波形頻率，與頻率表所示頻率比較。 4電機(jī)轉(zhuǎn)速方波頻率÷2 5將一較強(qiáng)光源照射儀器轉(zhuǎn)盤(pán)上方，觀察測(cè)試方波是否正常。 6由此可以得出結(jié)論，光電開(kāi)關(guān)受外界影響較小，工作可靠性較高。實(shí)訓(xùn)二十七霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性一、實(shí)訓(xùn)目的：了解霍爾式傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理，學(xué)會(huì)用霍爾傳感器做靜態(tài)位移測(cè)試。二、實(shí)訓(xùn)原理：霍爾式傳感器是由工作在兩個(gè)環(huán)形磁鋼組成的梯度磁場(chǎng)和位于磁場(chǎng)中的霍爾元件組成。當(dāng)霍爾元件通以恒定電流時(shí)，霍爾元件就有電勢(shì)輸出。霍爾元件在梯度磁場(chǎng)中上、下移動(dòng)時(shí)，輸出的霍爾電勢(shì)V取決于其在磁場(chǎng)中的位移量X，所以測(cè)得霍爾電勢(shì)的大小便可獲知霍爾元件的靜位移。三、實(shí)訓(xùn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、霍爾傳感器、差動(dòng)放大器、電壓表、測(cè)微頭。WDR2V