應(yīng)變片單臂電橋性能試驗(yàn)

1、.WORD完美格式.應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn).技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娮钁?yīng)變片的工作原理與應(yīng)用并掌握應(yīng)變片測(cè)量電路。二、基本原理：電阻應(yīng)變式傳感器是在彈性元件上通過特定工藝粘貼電阻應(yīng)變片來組成。一種利用電阻材料的應(yīng)變效應(yīng)將工程結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部變形轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。此類傳感器主要是通過一定的機(jī)械裝置將被測(cè)量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形，然后由電阻應(yīng)變片將彈性元件的變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化，再通過測(cè)量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號(hào)輸出。它可用于能轉(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢測(cè)，如力、壓力、加速度、力矩、重量等，在機(jī)械加工、計(jì)量、建筑測(cè)量等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。1、應(yīng)變

2、片的電阻應(yīng)變效應(yīng)所謂電阻應(yīng)變效應(yīng)是指具有規(guī)則外形的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)變而其電阻值也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)地改變，這一物理現(xiàn)象稱為“電阻應(yīng)變效應(yīng)”。以圓柱形導(dǎo)體為例：設(shè)其長(zhǎng)為：L、半徑為r、材料的電阻率為p時(shí)，根據(jù)電阻的定義式得nLLR-P'Anr(11)當(dāng)導(dǎo)體因某種原因產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其長(zhǎng)度L、截面積A和電阻率p的變化為dL、dA、dp相應(yīng)的電阻變化為dRo對(duì)式(11)全微分得電阻變化率dR/R為:dRdL.drdp=-2+(12)RLrp式中：dL/L為導(dǎo)體的軸向應(yīng)變量£l；dr/r為導(dǎo)體的橫向應(yīng)變量cr由材料力學(xué)得：8L=-(1-3)4)2、應(yīng)變靈敏度它是指電阻應(yīng)變片

3、在單位應(yīng)變作用下所產(chǎn)生的電阻的相對(duì)變化量。(1)、金屬導(dǎo)體的應(yīng)變靈敏度K:主要取決于其幾何效應(yīng)；可取.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.為（1+2口）%1（15）其靈敏度系數(shù)為：K=邛金屬導(dǎo)體在受到應(yīng)變作用時(shí)將產(chǎn)生電阻的變化，拉伸時(shí)電阻增大，壓縮時(shí)電阻減小，且與其軸向應(yīng)變成正比。金屬導(dǎo)體的電阻應(yīng)變靈敏度一般在2左右。3、貼片式應(yīng)變片應(yīng)用在貼片式工藝的傳感器上普遍應(yīng)用金屬箔式應(yīng)變片，貼片式半導(dǎo)體應(yīng)變片（溫漂、穩(wěn)定性、線性度不好而且易損壞）很少應(yīng)用。一般半導(dǎo)體應(yīng)變采用N型單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直接蒸鍍擴(kuò)散出半導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜（擴(kuò)散出敏感柵），制成擴(kuò)散型壓阻式（壓阻效應(yīng)）傳感器。*本

4、實(shí)驗(yàn)以金屬箔式應(yīng)變片為研究對(duì)象。4、箔式應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)金屬箔式應(yīng)變片是在用苯酚、環(huán)氧樹脂等絕緣材料的基板上，粘貼直徑為0.025mm左右的金屬絲或金屬箔制成，如圖11所示。（a）絲式應(yīng)變片（b）箔式應(yīng)變片圖11應(yīng)(a)、單臂Uo=UD-U®=C(R1+AR1)/(R1+AR1+R5)-R7/(R7+R6)E=(R7+R6)(R1+AR1)R7(R5+R1+AR1)/(R5+R1+AR1)(R7+R6)E設(shè)R1=R5=R6=R7,且R1/R1=R/RVV1,AR/R=K£,K為靈敏度系數(shù)。則Uo=(1/4)(R1/R1)E=(1/4)(AF/R)E=(1/4)K£

5、E(b)、雙臂(半橋).技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.同理：Uo=(1/2)(4R7R)E=(1/2)K£E(C)、全橋同理：Uo=(4R/R)E=K£E6、箔式應(yīng)變片單臂電橋?qū)嶒?yàn)原理圖t-IVE_圖13應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)原理圖圖中R5、R6、卬為350固定電阻，R1為應(yīng)變片；RW1和田組成電橋調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)，E為供橋電源±4V。橋路輸出電壓Uo=(1/4)(AF4/R4)E=(1/4)(RXR)E=(1/4)K£E。差動(dòng)放大器輸出為Vo。三、需用器件與單元：主機(jī)箱中的土2V±10V(步進(jìn)可調(diào))直流穩(wěn)壓電源、土15V直流穩(wěn)壓電源、電壓表

6、；應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、祛碼；4T位數(shù)顯萬用表(自備)。四、實(shí)驗(yàn)步驟：應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０逭f明：應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０逵蓱?yīng)變式雙孔懸臂梁載荷傳感器(稱重傳感器)、加熱器+5V電源輸入口、多芯插頭、應(yīng)變片測(cè)量電路、差動(dòng)放大器組成。實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械腞1(傳感器的左下)、R2(傳感器的右下)、R3(傳感器的右上)、R4(傳感器的左上)為稱重傳感器上的應(yīng)變片輸出口；沒有文字標(biāo)記的5個(gè)電阻符號(hào)是空的無實(shí)體，其中4個(gè)電阻符號(hào)組成電橋模型是為電路初學(xué)者組成電橋接線方便而設(shè)；F5R6、卬是350a固定電阻，是為應(yīng)變片組成單臂電橋、雙臂電橋(半橋)而設(shè)的其它橋臂電阻。加熱器+5V是傳感器上的加熱器的電源輸入口，做應(yīng)

7、變片溫度影響實(shí)驗(yàn)時(shí)用。多芯插頭是振動(dòng)源的振動(dòng)梁上的應(yīng)變片輸入口，做應(yīng)變片測(cè)量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)用。.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.1、將托盤安裝到傳感器上，如圖14所示。欣空甘托盤圖14傳感器托盤安裝示意圖應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)量應(yīng)變片的阻值：當(dāng)傳感器的托盤上無重物時(shí)，分別測(cè)量應(yīng)變片R1、R2、R3R4的阻值。在傳感器的托盤上放置10只祛碼后再分別測(cè)量R1、R2、R3R4的阻值變化，分析應(yīng)變片的受力情況（受拉的應(yīng)變片：阻值變大，受壓的應(yīng)變片：阻值變小。）。4（1/2）第顯萬用表2k檔泅限值圖15測(cè)量應(yīng)變片的阻值示意圖3、實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械牟顒?dòng)放大器調(diào)零：按圖16示意接線，將主機(jī)箱上的電壓表量程切換

8、開關(guān)切換到2V檔，檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3合適位置（先順時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底，再逆時(shí)針回轉(zhuǎn)1圈）后，再調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器FW4使電壓表顯示為零。.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.SSR-iTO豆位直流穩(wěn)壓電源+15F第2嗔壓表I1S,8.8+8+IIO應(yīng)變傳感錯(cuò)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宄坛殚_關(guān)VI圖16差動(dòng)放在器調(diào)零接線示意圖表1應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重量(g)020406080100120140160電壓(mV)00.2-4.4-9.1-13.8-18.6-23.5-23.7-285、根據(jù)表1數(shù)據(jù)作出曲線并計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=V/W(V輸出電壓變化量，W重

9、量變化量)和非線性誤差8,8=4m/yFSX100%式中m為輸出值(多次測(cè)量時(shí)為平均值)與擬合直線的最大偏差：yFS滿量程輸出平均值，此處為200g。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。一、數(shù)據(jù)分析：|1 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，得到了相關(guān)數(shù)據(jù)和畫出了最小二乘擬合曲線2 .計(jì)算靈敏度S=AU/AWU=-5.3mvAW=20g.S=-0.1926=m/yFsX100%=2.063/-28乂100%=7.36%3.問題與討論：分析實(shí)驗(yàn)的不足之處以及如何改進(jìn)，回答實(shí)驗(yàn)手冊(cè)文檔上的思考題.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.1.在實(shí)驗(yàn)中，調(diào)零可能會(huì)有誤差2.稱量時(shí)，會(huì)有人為的因素在里面，會(huì)導(dǎo)致誤差實(shí)驗(yàn)二應(yīng)變片半橋

10、性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶?yīng)變片半橋(雙臂)工作特點(diǎn)及性能。掌握測(cè)量方法。二、基本原理：應(yīng)變片基本原理參閱實(shí)驗(yàn)一。應(yīng)變片半橋特性實(shí)驗(yàn)原理如圖21所示。不同應(yīng)力方向的兩片應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊，輸出靈敏度提高，非線性得到改善。其橋路輸出電壓Ug(1/2)(R)E=(1/2)KeE。.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.差州放大器o-1VE-IV圖21應(yīng)變片半橋特性實(shí)驗(yàn)原理圖三、需用器件與單元：主機(jī)箱中的土2V±10V(步進(jìn)可調(diào))直流穩(wěn)壓電源、土15V直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、祛碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按實(shí)驗(yàn)一(單臂電橋性能實(shí)驗(yàn))中的步驟1和步驟3實(shí)驗(yàn)。2、關(guān)閉主

11、機(jī)箱電源，除將圖17改成圖22示意圖接線外，其它按實(shí)驗(yàn)一中的步驟4實(shí)驗(yàn)。讀取相應(yīng)的數(shù)顯表電壓值，填入表2中。2°加熱器丁護(hù)肓狒穗壓電源成變片其尹樺如埃開關(guān)應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍒D22應(yīng)變片半橋?qū)嶒?yàn)接線示意圖重量(g)020406080100120140160180電壓(mV)-0.38.919.025.836.344.854.764.975.585.50.19.219.325.136.645.256.065.376.585.7表2應(yīng)變片半橋?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)3、根據(jù)表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出實(shí)驗(yàn)曲線。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.五、思考題：半橋測(cè)量時(shí)兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變

12、片接入電橋時(shí)，應(yīng)放在：答：在臨邊。因?yàn)樵谂R邊時(shí)，中點(diǎn)的電位變化的才能和另外的參考點(diǎn)進(jìn)行比較，如果不在臨邊，也就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)應(yīng)變片都發(fā)生變化時(shí)，與他們對(duì)應(yīng)電阻的電位差可能會(huì)出現(xiàn)0的情況.實(shí)驗(yàn)三應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶?yīng)變片全橋工作特點(diǎn)及性能。二、基本原理：應(yīng)變片基本原理參閱實(shí)驗(yàn)一。應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)原理如圖31所示。應(yīng)變片全橋測(cè)量電路中，將應(yīng)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：R1=R2=R3=F4,其變化值R1=R2=R3=R4時(shí)，其橋路輸出電壓Ug("R)E=KeE。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性得到改善。-0-IVE4

13、-1Y_.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.圖3-1應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)接線示意圖三、需用器件和單元：主機(jī)箱中的土2V±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、土15V直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⑼斜P、祛碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟與方法（除了按圖3-2示意接線外）參照實(shí)驗(yàn)二，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表3作出實(shí)驗(yàn)曲線并進(jìn)行靈敏度和非線性誤差計(jì)算。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。圖3-2應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)接線示意圖表3全橋性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重量0204060801GG120110160180電H(mV)純636.352.168LT83.6100.511,7131,8153.&172.610.429

14、.S41.660.779.998.S122.8142.1L54.9172.3根據(jù)表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出實(shí)驗(yàn)曲線。.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.uooDoooO»白4208日42L1*-1A-1.1-&FCA五、思考題：測(cè)量中，當(dāng)兩組對(duì)邊（R1、R3為對(duì)邊）電阻值R相同時(shí)，即R1=R3,R2=R4,而RlwR2時(shí)，是否可以組成全橋：答：可以的.當(dāng)兩對(duì)邊電阻相等時(shí)，電橋平衡.實(shí)驗(yàn)五應(yīng)變片直流全橋的應(yīng)用一電子秤實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶?yīng)變直流全橋的應(yīng)用及電路的標(biāo)定。二、基本原理：常用的稱重傳感器就是應(yīng)用了箔式應(yīng)變片及其全橋測(cè)量電路。數(shù)字電子秤實(shí)驗(yàn)原理如圖51。本實(shí)驗(yàn)只做放大器輸出

15、Vo實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)電路的標(biāo)定使電路輸出的電壓值為重量對(duì)應(yīng)值，電壓量綱（V）改為重量量綱（g）即成為一臺(tái)原始電子秤。I三1暴動(dòng)放大器將圖51數(shù)字電子稱原理框圖三、需用器件與單元：主機(jī)箱中的土2V±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、土15V直流穩(wěn)壓電源、電壓表；應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、祛碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.1、按實(shí)驗(yàn)一中的1和3步驟實(shí)驗(yàn)。2、關(guān)閉主機(jī)箱電源，按圖3-2（應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)接線示意圖）示意接線，將±2V±10V可調(diào)電源調(diào)節(jié)到土4V檔。檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系臉蚵菲胶怆娢黄鱂W1,使主機(jī)箱電壓

16、表顯示為零；3、將10只祛碼全部置于傳感器的托盤上，調(diào)節(jié)電位器RW3（增益即滿量程調(diào)節(jié)）使數(shù)顯表顯示為0.200V（2V檔測(cè)量）。4、拿去托盤上的所有祛碼，調(diào)節(jié)電位器RW4（零位調(diào)節(jié)）使數(shù)顯表顯示為0.000V。5、重復(fù)3、4步驟的標(biāo)定過程，一直到精確為止，把電壓量綱V改為重量綱g,將祛碼依次放在托盤上稱重；放上筆、鑰匙之類的小東西稱一下重量。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重量（g）20406080100120140160ISO200電壓（mv）204060SO100120140160ISO200六、實(shí)驗(yàn)分析1 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制傳感器的特性曲線0501001502002502 .分析什么

17、因素會(huì)導(dǎo)致電子秤的非線性誤差增大，怎么消除，若要增加輸出靈敏度，應(yīng)采取哪些措施。答：環(huán)境因素和實(shí)驗(yàn)器材的校正不準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致非線性誤差增大。通.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.過多次校正，調(diào)節(jié)變位器可消除或減少誤差。若要增加輸出靈敏度可增加相形放大電路實(shí)驗(yàn)九壓阻式壓力傳感器壓力實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹U(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器測(cè)量壓力的原理與方法。、實(shí)驗(yàn)儀器壓力傳感器、氣室、氣壓表、差動(dòng)放大器、電壓放大器、電壓溫度頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理在具有壓阻效應(yīng)的半導(dǎo)體材料上用擴(kuò)散或離子注入法，可以制備各種壓力傳感器。摩托羅拉公司設(shè)計(jì)出X形硅壓力傳感器，如圖7-1所示，在單晶硅膜片表面形成4個(gè)阻值相等的電阻條。將它們連

18、接成惠斯通電橋，電橋電源端和輸出端引出，用制造集成電路的方法封裝起來，制成擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器。擴(kuò)散硅壓力傳感器的工作原理如圖7-1,在X形硅壓力傳感器的一個(gè)方向上加偏置電壓形成電流i,當(dāng)敏感芯片沒有外加壓力作用，內(nèi)部電橋處于平衡狀態(tài)，當(dāng)有剪切力作用時(shí)（本實(shí)驗(yàn)采用改變氣室內(nèi)的壓強(qiáng)的方法改變剪切力的大?。?，在垂直于電流方向?qū)?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)變化E=AP.i,該電場(chǎng)的變化引起電位變化，則在與電流方向垂直的兩側(cè)得到輸出電壓UooUo=dE=ddP，i（7-1）式中d為元件兩端距離。實(shí)驗(yàn)接線圖如圖7-2所示，MPX10有4個(gè)引出腳，1腳接地、2腳為Uo+、3腳接+5V電源、4腳為Uo-;當(dāng)P1>P2

19、時(shí)，輸出為正；P1<P2時(shí)，輸出為負(fù)（P1與P2為傳感器的兩個(gè)氣壓輸入端所產(chǎn)生的壓強(qiáng)）。電就+UoT圖7-1擴(kuò)散硅壓力傳感器原理圖.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.圖7-2擴(kuò)散硅壓力傳感器接線圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1 .按圖7-2接好“差動(dòng)放大器”與“電壓放大器”，“電壓放大器”輸出端接電壓溫度頻率表（選擇U,20V檔），打開直流電源開關(guān)。（將“220V直流穩(wěn)壓電源”輸出調(diào)為5V）2 .調(diào)節(jié)"差動(dòng)放大器”與“電壓放大器”的增益調(diào)節(jié)電位器到中間位置并保持不動(dòng)，用導(dǎo)線將“差動(dòng)放大器”的輸入端短接，然后調(diào)節(jié)調(diào)零電位器使電壓溫度頻率表顯示為零。3 .取下短路導(dǎo)線，并按圖7-2連接“

20、壓力傳感器”。4 .氣室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使氣室的壓力相對(duì)大氣壓均為0,氣壓計(jì)指在“零”刻度處，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器使電壓溫度頻率表顯示為零。增大輸入壓力到0.005MPa,每隔0.005Mpa記下“電壓放大器”輸出的電壓值U。直到壓強(qiáng)達(dá)到0.1Mpa；填入下表。表7-1P5101520253035404550U(V)-0.43-0.56-0.66-0.75-0.85-0.90-1.02-1.07-1.18-1.26P556065707580859095100U(V)-1.32-1.39-1.47-1.53-1.56-1.66-1.73-1.75-1.84-1.905 .實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，

21、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，計(jì)算壓力傳感器輸入一輸出（PU）曲線，并計(jì)算其線性度。.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.實(shí)驗(yàn)十一、差動(dòng)變壓器性能試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器的工作原理和特性二、基本原理：差動(dòng)變壓器由一只初級(jí)線圈和兩只次級(jí)線圈及一個(gè)鐵芯組成，根據(jù)內(nèi)外層排列不同，有二段式和三段式，本實(shí)驗(yàn)采用三段式結(jié)構(gòu)。當(dāng)差動(dòng)變壓器隨著被測(cè)體移動(dòng)時(shí)差動(dòng)變壓器的鐵芯也隨著軸向位移，從而使初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的互感發(fā)生變化。三、需用器件與單元：主機(jī)箱中的土15V直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器；差動(dòng)變壓器、差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉y(cè)微頭、雙蹤示波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、將差動(dòng)

22、變壓器和測(cè)微頭安裝在實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓闹ё稀?、接線，如圖所示.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.3、松開測(cè)微頭的緊固螺釘，移動(dòng)測(cè)微頭的安裝套使得示波器的第二通道顯示的波形Vp-p為較小值，擰緊緊固螺釘,仔細(xì)調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒使示波器第二通道顯示的波形Vp-p為最小值（零點(diǎn)殘余電壓）并定為位移的相對(duì)零點(diǎn)。.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.4.將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫由Vp-pX曲線，做由位移為土1mm、±3mm的靈敏度和非線性誤差五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):X(mm)0.10.30.50.70.91.11.31.51.71.9V(mv)25823522320519616816315

23、0136124X(mm)2.12.32.52.72.9V(mv)10490837167六、數(shù)據(jù)分析：1.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到Vp-pX曲線2.靈敏度S=-66.044mv/mm當(dāng)X=±1mm時(shí)(1) X=1時(shí)，y=-66+252=186mv(2) X=-1時(shí),y=66+252=318mv當(dāng)x=±3mm時(shí)(1) x=3mm時(shí),y=-198+256=54mv(2) x=-3mm時(shí)y=198+256=450mv六、問題與討論:.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.用直流電壓會(huì)損壞傳感器嗎？為什么？答：會(huì)的。只要是電感都不能隨便接到直流電壓上的實(shí)驗(yàn)十六、電容式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

24、的了解電容傳感器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器電容傳感器、電容變換器、測(cè)微頭、電壓溫度頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理電容式傳感器是指能將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器它實(shí)質(zhì)上是d具有一個(gè)可變參數(shù)的電容器。利用平板電容器原理:(9-1)式中，S為極板面積，d為極板間距離，e0為真空介電常數(shù)，er為介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù),由此可以看出當(dāng)被測(cè)物理量使S、d或er發(fā)生變化時(shí)，電容量C隨之發(fā)生改變，如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變而僅改變另一參數(shù)，就可以將該參數(shù)的變化單值地轉(zhuǎn)換為電容量的變化。所以電容傳感器可以分為三種類型：改變極間距離的變間隙式，改變極板面積的變面積式和改變介電常數(shù)的變介電常數(shù)式。這里采用變面積式，如

25、圖9-1,兩只平板電容器共享一個(gè)下極板，當(dāng)下極板隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，兩只電容器上下極板的有效面積一只增大，一只減小，將三個(gè)極板用導(dǎo)線引出，形成差動(dòng)電容輸出。通過處理電路將電容的變化轉(zhuǎn)換成電壓變化，進(jìn)行測(cè)量。上根低圖9-1電容傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1 .電容傳感器已經(jīng)按圖9-2安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)。.技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.支架(5eClU。IK容變換器電容傳感滯圖9-3電容傳感器接線圖2 .將底面板上“電容傳感器”與“電容變換器”相連，“電容變換器”的輸出接到電壓溫度頻率表（選擇U）。（注：此處應(yīng)選用三根相同長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線，而且越短越好。）3 .打開“直流電源”開關(guān)。調(diào)節(jié)“電容變換器”的增益調(diào)節(jié)電位器到中間位置，調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微器使得電壓溫度頻率表顯示為0。（增益調(diào)節(jié)電位器確定后不能改動(dòng)）0.2mm將位4 .調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微器推進(jìn)電容傳感器的中間極板（內(nèi)極板）上下移動(dòng)，每隔移值與電壓溫度頻率表的讀數(shù)填入表9-1。表9-1X(mm)-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8U(V)-39-28-19-908182839五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .根據(jù)表9-1的數(shù)據(jù)作做出電壓一位移曲線。U(V).技術(shù)資料.專業(yè)整理.WORD完美格式.2 .試分析電