自動(dòng)化與電氣實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板

1、 THQC-2型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀PAGE PAGE 62天煌科技 天煌教儀目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc268611217 目錄 PAGEREF _Toc268611217 h 1 HYPERLINK l _Toc268611218 實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611218 h 2 HYPERLINK l _Toc268611219 實(shí)驗(yàn)二 金金屬箔式應(yīng)變變片半橋性能能實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611219 h 4 HYPERLINK l _Toc268611220 實(shí)驗(yàn)三 金金屬箔式應(yīng)變變片全橋性能

2、能實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611220 h 6 HYPERLINK l _Toc268611221 實(shí)驗(yàn)四 移移相實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611221 h 8 HYPERLINK l _Toc268611222 實(shí)驗(yàn)五 相相敏檢波實(shí)驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611222 h 9 HYPERLINK l _Toc268611223 實(shí)驗(yàn)六 交交流全橋性能能測(cè)試實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611223 h 11 HYPERLINK l _Toc268611224 實(shí)驗(yàn)七 擴(kuò)擴(kuò)散硅壓阻式式壓力傳感器器壓力實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611224 h

3、13 HYPERLINK l _Toc268611225 實(shí)驗(yàn)八 差差動(dòng)電感性能能實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611225 h 15 HYPERLINK l _Toc268611226 實(shí)驗(yàn)九 電電容式傳感器器位移特性實(shí)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611226 h 17 HYPERLINK l _Toc268611227 實(shí)驗(yàn)十 電電容傳感器動(dòng)動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611227 h 19 HYPERLINK l _Toc268611228 實(shí)驗(yàn)十一 霍霍爾傳感器位位移特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611228 h 20 HYPERLINK l

4、 _Toc268611229 實(shí)驗(yàn)十二 磁磁電式傳感器器振動(dòng)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611229 h 21 HYPERLINK l _Toc268611230 實(shí)驗(yàn)十三 壓壓電式傳感器器振動(dòng)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611230 h 22 HYPERLINK l _Toc268611231 實(shí)驗(yàn)十四 電電渦流傳感器器位移特性實(shí)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611231 h 24 HYPERLINK l _Toc268611232 實(shí)驗(yàn)十五 電電渦流傳感器器振動(dòng)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611232 h 26 HYPERLINK l _Toc26861123

5、3 實(shí)驗(yàn)十六 光光纖傳感器位位移特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611233 h 27 HYPERLINK l _Toc268611234 實(shí)驗(yàn)十七 光光電轉(zhuǎn)速傳感感器轉(zhuǎn)速測(cè)量量實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611234 h 29 HYPERLINK l _Toc268611235 實(shí)驗(yàn)十八 鉑鉑熱電阻溫度度特性實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611235 h 30 HYPERLINK l _Toc268611236 實(shí)驗(yàn)十九 KK型熱電偶溫溫度特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611236 h 31 HYPERLINK l _Toc268611237 實(shí)驗(yàn)二十 正

6、溫度系數(shù)數(shù)熱敏電阻（PTC）溫度特性實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611237 h 33 HYPERLINK l _Toc268611238 實(shí)驗(yàn)二十一負(fù)負(fù)溫度系數(shù)熱熱敏電阻（NNTC）溫度度特性實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611238 h 34 HYPERLINK l _Toc268611239 實(shí)驗(yàn)二十二PPN結(jié)溫度特特性實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611239 h 35 HYPERLINK l _Toc268611240 實(shí)驗(yàn)二十三氣氣敏（酒精）傳傳感器實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611240 h 36 HYPERLINK l _Toc268611241 實(shí)

7、驗(yàn)二十四濕濕敏傳感器實(shí)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc268611241 h 37實(shí)驗(yàn)一 金金屬箔式應(yīng)變變片單臂電橋橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饨饘俨綉?yīng)應(yīng)變片的應(yīng)變變效應(yīng)，單臂臂電橋工作原原理和性能。二、實(shí)驗(yàn)儀器雙桿式懸臂梁應(yīng)應(yīng)變傳感器、電壓溫度頻頻率表、直流穩(wěn)壓電源（4V）、差動(dòng)放大器器、電壓放大大器、萬(wàn)用表（自自備）三、實(shí)驗(yàn)原理電阻絲在外力作作用下發(fā)生機(jī)機(jī)械變形時(shí)，其其電阻值發(fā)生生變化，這就就是電阻應(yīng)變變效應(yīng)，描述述電阻應(yīng)變效效應(yīng)的關(guān)系式式為 （1-1）式中 為電阻絲絲電阻相對(duì)變變化；為應(yīng)變系數(shù)；為電阻絲長(zhǎng)度相相對(duì)變化。金屬箔式應(yīng)變片片就是通過(guò)光光刻、腐蝕等等工藝制成的的應(yīng)變敏感元元件。如圖

8、1-1所示，將四個(gè)金屬箔箔應(yīng)變片(RR1、R2、R3、R4)分別貼貼在雙桿式懸臂梁彈性體體的上下兩側(cè)側(cè)，彈性體受受到壓力發(fā)生生形變，應(yīng)變變片隨懸臂梁梁形變被拉伸伸或被壓縮。圖1-1 雙桿桿式懸臂梁稱稱重傳感器結(jié)結(jié)構(gòu)圖通過(guò)這些應(yīng)變片片轉(zhuǎn)換懸臂梁梁被測(cè)部位受受力狀態(tài)變化化，可將應(yīng)變變片串聯(lián)或并并聯(lián)組成電橋橋。如圖1-2信號(hào)調(diào)調(diào)理電路所示示，R5=R6=R7=R為固定電電阻，與應(yīng)變變片一起構(gòu)成成一個(gè)單臂電電橋，其輸出出電壓 （1-2）為電橋電源電壓壓；式1-2表明單單臂電橋輸出出為非線性，非非線性誤差為為L(zhǎng)=。圖1-2 單臂臂電橋面板接接線圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟1懸臂梁上的的各應(yīng)變片已已分別接到面面

9、板左上方的的R1、R2、R3、R4上，可用用萬(wàn)用表測(cè)量量判別，R11=R2=RR3=R4=350。2按圖1-22接好“差動(dòng)放大器器”和“電壓放大器器”部分，將“差動(dòng)放大器器”的輸入端短短接并與地相相連，“電壓放大大器”輸出端接電壓溫度頻頻率表（選擇擇U），開(kāi)啟直流流電源開(kāi)關(guān)。將“差動(dòng)放大器器”的增益調(diào)節(jié)電位器與與“電壓放大器器”的增益調(diào)節(jié)電位器調(diào)調(diào)至中間位置（順順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到到底后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)5圈），調(diào)節(jié)調(diào)零電電位器使電壓溫度頻頻率表顯示為為零。關(guān)閉“直流電源”開(kāi)關(guān)。（兩個(gè)增益調(diào)節(jié)節(jié)電位器的位置置確定后不能能改動(dòng)）3按圖1-22接好所有連線線，將應(yīng)變式式傳感器R11接入“電橋”與R5、R6、R7

10、構(gòu)成一個(gè)單單臂直流電橋橋?！半姌颉陛敵鼋拥健安畈顒?dòng)放大器”的的輸入端，“電壓放大器器”的輸出接電壓壓溫度頻率表表。預(yù)熱兩分鐘。(直流流穩(wěn)壓電源的的GND1要與與放大器共地地)4將千分尺向向下移動(dòng)，使使懸臂梁處于平平直狀態(tài)，調(diào)調(diào)節(jié)Rw1使電壓溫度頻頻率表顯示為為零（選擇U）。5移動(dòng)千分尺尺向下移0.5mm，讀讀取數(shù)顯表數(shù)數(shù)值，依次移移動(dòng)千分尺向向下移0.55mm讀取相相應(yīng)的數(shù)顯表表值，直到向向下移動(dòng)5mmm，記錄實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入入表1-1。表1-1位移(mm)0.511.522.533.544.55電壓(mV)6實(shí)驗(yàn)結(jié)束后后，將千分尺尺向上旋轉(zhuǎn)，使使懸臂梁恢復(fù)平平直狀態(tài)，關(guān)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電電源，整理好

11、好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)所所得數(shù)據(jù)繪制制出電壓位移曲線，并并計(jì)算其線性性度。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容試設(shè)計(jì)一一種電子秤。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所采用的彈彈性體為雙桿桿式懸臂梁稱稱重傳感器，量量程較小。因此，加在在傳感器上的的壓力不應(yīng)過(guò)過(guò)大，以免造造成應(yīng)變傳感感器的損壞！實(shí)驗(yàn)二 金金屬箔式應(yīng)變變片半橋性能能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋容^半橋與單臂臂電橋的不同同性能，了解其特點(diǎn)點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器同實(shí)驗(yàn)一三、實(shí)驗(yàn)原理不同受力方向的的兩只應(yīng)變片片（R1、RR2）接入電電橋作為鄰邊邊，如圖2-1。電橋輸輸出靈敏度提提高，非線性性得到改善，當(dāng)當(dāng)兩只應(yīng)變片片的阻值相同同、應(yīng)變系數(shù)也相同時(shí)時(shí)，半橋的輸輸出電壓為 （2-1

12、）式中 為電阻絲絲電阻相對(duì)變變化；為應(yīng)變系數(shù)；為電阻絲長(zhǎng)度相相對(duì)變化；為電橋電源電壓壓。式2-1表明，半半橋輸出與應(yīng)應(yīng)變片阻值變變化率呈線性性關(guān)系。圖2-1 半橋橋面板接線圖圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟1應(yīng)變傳感器器已安裝在懸懸臂梁上，可可參考圖1-1。2按圖2-11接好“差動(dòng)動(dòng)放大器”和和“電壓放大大器”電路。“差動(dòng)動(dòng)放大器”的調(diào)零，參考考實(shí)驗(yàn)一步驟驟2。3按圖2-11接好所有連線，將將受力相反的的兩只應(yīng)變片片R1、R22接入電橋的的鄰邊。4參考實(shí)驗(yàn)一一步驟4。5移動(dòng)千分尺尺向下移0.5mm，讀讀取數(shù)顯表數(shù)數(shù)值，依次移移動(dòng)千分尺向向下移0.55mm和讀取取相應(yīng)的數(shù)顯顯表值，直到到向下移動(dòng)55mm，

13、記錄錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填填入表2-1。表2-1位移(mm)0.511.522.533.544.55電壓(mV)6實(shí)驗(yàn)結(jié)束后后，將千分尺尺向上旋轉(zhuǎn)，使使懸臂梁恢復(fù)平平直狀態(tài)，關(guān)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電電源，整理好好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)所所得數(shù)據(jù)繪制制出電壓位位移曲線，并并計(jì)算其線性性度。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容試設(shè)計(jì)一一種電子秤。六、思考題半橋測(cè)量時(shí)非線線性誤差的原原因是什么？七、注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)所所采用的彈性性體為雙桿式式懸臂梁稱重重傳感器，量量程較小。因因此，加在傳傳感器上的壓壓力不應(yīng)過(guò)大大，以免造成成應(yīng)變傳感器器的損壞！實(shí)驗(yàn)三 金金屬箔式應(yīng)變變片全橋性能能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馊珮驕y(cè)量電電路的優(yōu)點(diǎn)。二、實(shí)

14、驗(yàn)儀器同實(shí)驗(yàn)一三、實(shí)驗(yàn)原理全橋測(cè)量電路中中，將受力性性質(zhì)相同的兩兩只應(yīng)變片接接到電橋的對(duì)對(duì)邊，不同的的接入鄰邊，如如圖3-1，當(dāng)應(yīng)應(yīng)變片初始值值相等，變化化量也相等時(shí)時(shí)，其橋路輸輸出Uo= （3-1）式中為電橋電源源電壓。為電阻絲電阻相相對(duì)變化；式3-1表明，全全橋輸出靈敏敏度比半橋又又提高了一倍倍，非線性誤誤差得到進(jìn)一一步改善。圖3-1 全橋橋面板接線圖圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟應(yīng)變傳感器已安安裝在懸臂梁梁上，R1、RR2、R3、RR4均為應(yīng)變變片，可參考考圖1-1。按圖3-1先接接好“差動(dòng)放放大器”和“電電壓放大器”部部分，“差動(dòng)動(dòng)放大器”的的調(diào)零參照實(shí)實(shí)驗(yàn)一步驟22。3按圖3-11接好所有連

15、連線，將應(yīng)變變片接入電橋橋，參考實(shí)驗(yàn)驗(yàn)一步驟4。4移動(dòng)千分尺尺向下移0.5mm，讀讀取數(shù)顯表數(shù)數(shù)值，依次移移動(dòng)千分尺向向下移0.55mm和讀取取相應(yīng)的數(shù)顯顯表值，直到到向下移動(dòng)55mm，記錄錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填填入表3-1。表3-1位移(mm)0.51.01.522.533.544.55電壓(mV)5實(shí)驗(yàn)結(jié)束后后，將千分尺尺向上旋轉(zhuǎn)，使使懸臂梁恢復(fù)平平直狀態(tài)，關(guān)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電電源，整理好好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)所所得數(shù)據(jù)繪制制出電壓位位移曲線，并并計(jì)算其線性性度。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容試設(shè)計(jì)一一種電子秤。3比較單臂、半半橋、全橋三三者的特性曲曲線，分析他他們之間的差差別。六、思考題全橋測(cè)量中，當(dāng)當(dāng)兩

16、組對(duì)邊（RR1、R3為為對(duì)邊）電阻阻值R相同時(shí)時(shí)，即R1R3，R22R4，而而R1R22時(shí)，是否可可以組成全橋橋？七、注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)所所采用的彈性性體為雙桿式式懸臂梁稱重重傳感器，量量程較小。因因此，加在傳傳感器上的壓壓力不應(yīng)過(guò)大大，以免造成成應(yīng)變傳感器器的損壞！實(shí)驗(yàn)四 移移相實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庖葡嚯娐返牡脑砗蛻?yīng)用用。二、實(shí)驗(yàn)儀器移相器、信號(hào)源源、示波器（自自備）三、實(shí)驗(yàn)原理由運(yùn)算放大器構(gòu)構(gòu)成的移相器器原理圖如下下圖所示：圖4-1 移相相器原理圖通過(guò)調(diào)節(jié)Rw，改改變RC充放放電時(shí)間常數(shù)數(shù)，從而改變變信號(hào)的相位位。四、實(shí)驗(yàn)步驟將“信號(hào)源”的的U S100幅值調(diào)節(jié)為6V，頻率調(diào)節(jié)電位位器逆時(shí)針

17、旋旋到底，將U S100 與“移相器”輸入端相連接。打開(kāi)“直流電源源”開(kāi)關(guān)，“移相器”的輸入端與與輸出端分別別接示波器的的兩個(gè)通道，調(diào)整示波器，觀察兩路波形。調(diào)節(jié)“移相器”的的相位調(diào)節(jié)電位器器，觀察兩路路波形的相位位差。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電電源，整理好好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)照移相器器原理圖分析其其工作原理。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中正弦弦信號(hào)通過(guò)移移相器后波形形局部有失真真，這并非儀儀器故障。實(shí)驗(yàn)五 相相敏檢波實(shí)驗(yàn)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庀嗝魴z波電電路的原理和和應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器移相器、相敏檢檢波器、低通濾波波器、信號(hào)源、示波器（自自備）、電壓溫度頻頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理開(kāi)關(guān)相敏檢波

18、器器原理圖如圖圖5-1所示，示意圖圖如圖5-2所示：圖5-1 檢波波器原理圖圖5-2 檢波波器示意圖圖5-1中Uii為輸入信號(hào)號(hào)端，AC為交流參參考電壓輸入入端，Uo為檢波信信號(hào)輸出端，DC為直流參考電壓輸入端。當(dāng)AC、DC端端輸入控制電電壓信號(hào)時(shí)，通通過(guò)差動(dòng)電路路的作用使、處于開(kāi)或關(guān)關(guān)的狀態(tài)，從從而把Ui端輸入的的正弦信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成全波整整流信號(hào)。輸入端信號(hào)與AAC參考輸入入端信號(hào)頻率相相同，相位不不同時(shí)，檢波波輸出的波形形也不相同。當(dāng)當(dāng)兩者相位相相同時(shí)，輸出出為正半周的的全波信號(hào)，反反之，輸出為為負(fù)半周的全全波信號(hào)。四、實(shí)驗(yàn)步驟打開(kāi)“直流電源源”開(kāi)關(guān)，將將“信號(hào)源”U S1 00輸出調(diào)節(jié)為1

19、kHz，Vpp-p8V的正弦信號(hào)（用用示波器檢測(cè)測(cè)），然后接到“相敏檢波器”輸入端Ui。將直流穩(wěn)壓電源源的波段開(kāi)關(guān)關(guān)打到“4V”處，然后將“U+”“GND1”接“相敏檢波器器”的“DC”“GNND”。示波器兩通道分分別接“相敏檢波器”輸入入端Ui、輸出出端Uo，觀察輸輸入、輸出波波形的相位關(guān)關(guān)系和幅值關(guān)關(guān)系。改變DC端參考考電壓的極性性（將直流穩(wěn)壓電電源處的“U-”接到相敏檢檢波器的“DDC”端），觀察輸入入、輸出波形形的相位和幅幅值關(guān)系。由以上可以得出出結(jié)論：當(dāng)參參考電壓為正正時(shí)，輸入與與輸出同相，當(dāng)當(dāng)參考電壓為為負(fù)時(shí)，輸入入與輸出反相相。去掉DC端連線線，將信號(hào)源U SS1 00接到“移相

20、器”輸入端Ui，“移相器”的輸出端接到到“相敏檢波器器”的AC端，同時(shí)將信號(hào)號(hào)源U S11 00 輸出接到“相敏檢波器器”的輸入端Uii。用示波器兩通道道觀察、的波形?？梢砸钥闯?，“相敏檢波器器”中整形電路路的作用是將將輸入的正弦弦波轉(zhuǎn)換成方方波，使相敏敏檢波器中的的電子開(kāi)關(guān)能能正常工作。將“相敏檢波器器”的輸出端與與“低通濾波器器”的輸入端連連接，如圖5-4（圖5-3為低通通濾波器的原原理圖），“低通濾波器”輸出出端接電壓溫溫度頻率表（選選擇U）。示波器兩通道分分別接“相敏檢波器器”輸入、輸出出端。調(diào)節(jié)移相器“相相位調(diào)節(jié)”電位器，使電壓表顯示示最大。調(diào)節(jié)信號(hào)源U S1 00幅度調(diào)節(jié)電位器器，

21、測(cè)出“相敏檢波器器”的輸入Vpp-p值與輸輸出直流電壓壓UO的關(guān)系，將實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入入下表。將“相敏檢波器器”的輸入信信號(hào)Ui從U S1 00轉(zhuǎn)接到U S1 18800。得出“相敏檢檢波器”的輸輸入信號(hào)Vpp-p值與輸輸出直流電壓壓UO1的關(guān)系，并并填入下表。表5-1輸入Vp-p(V)12345678910輸出UO（V）輸出UO1（VV）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電電源，整理好好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。 圖5-3 低通通濾波器原理理圖 圖5-4低通濾濾波器示意圖圖五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的的數(shù)據(jù)，作出出相敏檢波器器輸入輸出曲線（VVp-pVVo、Vo11），對(duì)照移相器器、相敏檢波波器原理圖分析其其工作原理。實(shí)

22、驗(yàn)六 交交流全橋性能能測(cè)試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饨涣魅珮螂婋娐返脑?。二、?shí)驗(yàn)儀器應(yīng)變傳感器、移移相器、相敏檢波器、低通濾波器，差動(dòng)放大大器，電壓放放大器，信號(hào)號(hào)源，示波器器（自備），電壓溫度頻頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理圖6-1是交流流全橋的一般般形式。設(shè)各各橋臂的阻抗抗為Z1ZZ4，當(dāng)電橋橋平衡時(shí)，ZZ1 Z3= Z2 Z4，電橋輸出出為零。若橋橋臂阻抗相對(duì)對(duì)變化為ZZ1/ Z11、Z2/ Z2、Z3/ ZZ3、Z44/ Z4，則則電橋的輸出出與橋臂阻抗抗的相對(duì)變化化成正比。交流電橋工作時(shí)時(shí)增大相角差差可以提高靈靈敏度，傳感感器最好是純純電阻性或純純電抗性的。交交流電橋只有有在滿足輸出出電壓的實(shí)部部和

23、虛部均為為零的條件下下才會(huì)平衡。圖6-1 交交流全橋接線線圖四、實(shí)驗(yàn)步驟輕按住懸臂梁，向向上調(diào)節(jié)千分分尺，使千分分尺遠(yuǎn)離懸臂臂梁。打開(kāi)“直流電源源”，調(diào)節(jié)信號(hào)源使U S1 00輸出1kHz，Vpp-p8V正弦信號(hào)號(hào)。將“差動(dòng)放大器器”的輸出接接到“電壓放放大器”的輸輸入，“電壓放大大器”輸出接接電壓溫度頻頻率表（選擇擇U）。調(diào)節(jié)“差動(dòng)放大器器”和“電壓放大器器”的增益調(diào)節(jié)節(jié)電位器調(diào)到最大（順時(shí)時(shí)針旋到底）。將“差動(dòng)放大器”輸入短接，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使電壓溫度頻率表顯示為零。取下“差動(dòng)放大大器”輸入端端的短接線。按圖6-1接好所有連線，將應(yīng)變傳感器接入電橋，GND3與放大器共地。將U S1 00

24、接到移相器的輸入端，移相器輸出端接相敏檢波器的AC端。電壓放大器的輸出接相敏檢波器的輸入端，相敏檢波器輸出端接濾波器的輸入端，濾波器的輸出端接電壓溫度頻率表（選擇U）。用手輕壓懸臂梁梁到最低，調(diào)節(jié)節(jié)“相位調(diào)節(jié)”電位器使“相敏檢波器”輸出端波形成成為首尾相接接的全波整流流波形，然后放手，調(diào)調(diào)節(jié)千分尺與與懸臂梁相接觸觸，并使懸臂臂梁恢復(fù)至水水平位置，再再調(diào)節(jié)電橋中中Rw1和Rw2電位器，使使系統(tǒng)輸出電電壓為零，此此時(shí)橋路的靈靈敏度最高。移動(dòng)千分尺向下下移0.5mmm，讀取數(shù)數(shù)顯表數(shù)值，依依次移動(dòng)千分分尺向下移0.5mmm和讀取相相應(yīng)的數(shù)顯表表值，直到向向下移動(dòng)5mmm，記錄實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下下表：表

25、6-1位移(mm)0.51.01.52.2.533.544.55電壓(mV)5實(shí)驗(yàn)結(jié)束后后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)驗(yàn)臺(tái)電源，整整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)所所得數(shù)據(jù)繪制制出電壓位位移曲線，并并計(jì)算其線性性度。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容試設(shè)計(jì)一一種電子秤。六、注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)所所采用的彈性性體為雙桿式式懸臂梁稱重重傳感器，量量程較小。因因此，加在傳傳感器上的壓壓力不應(yīng)過(guò)大大，以免造成成應(yīng)變傳感器器的損壞！實(shí)驗(yàn)七 擴(kuò)擴(kuò)散硅壓阻式式壓力傳感器器壓力實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹U(kuò)散硅壓阻阻式壓力傳感感器測(cè)量壓力力的原理與方方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器壓力傳感器、氣氣室、氣壓表表、差動(dòng)放大大器、電壓放大器器、電壓溫度度頻率表三、實(shí)驗(yàn)原

26、理在具有壓阻效應(yīng)應(yīng)的半導(dǎo)體材材料上用擴(kuò)散散或離子注入入法，可以制制備各種壓力力傳感器。摩摩托羅拉公司司設(shè)計(jì)出X形形硅壓力傳感感器，如圖7-1所示，在單晶硅膜膜片表面形成成4個(gè)阻值相等等的電阻條。將將它們連接成成惠斯通電橋橋，電橋電源源端和輸出端端引出，用制制造集成電路路的方法封裝裝起來(lái)，制成成擴(kuò)散硅壓阻阻式壓力傳感感器。擴(kuò)散硅壓力傳感感器的工作原原理如圖7-1，在X形硅壓力力傳感器的一一個(gè)方向上加加偏置電壓形形成電流，當(dāng)當(dāng)敏感芯片沒(méi)沒(méi)有外加壓力力作用，內(nèi)部部電橋處于平平衡狀態(tài)，當(dāng)當(dāng)有剪切力作作用時(shí)（本實(shí)實(shí)驗(yàn)采用改變變氣室內(nèi)的壓壓強(qiáng)的方法改改變剪切力的的大?。?，在在垂直于電流方向?qū)?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)場(chǎng)

27、變化，該電電場(chǎng)的變化引引起電位變化化，則在與電電流方向垂直的兩兩側(cè)得到輸出電電壓Uo。 （7-1）式中d為元件兩兩端距離。實(shí)驗(yàn)接線圖如圖圖7-2所示，MMPX10有有4個(gè)引出腳腳，1腳接地地、2腳為UUo+、3腳腳接+5V電電源、4腳為為Uo-；當(dāng)當(dāng)P1P22時(shí)，輸出為為正；P1P2時(shí)，輸輸出為負(fù)（PP1與P2為為傳感器的兩兩個(gè)氣壓輸入入端所產(chǎn)生的的壓強(qiáng)）。圖7-1 擴(kuò)散散硅壓力傳感感器原理圖圖7-2 擴(kuò)散散硅壓力傳感感器接線圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟按圖7-2接好好“差動(dòng)放大大器”與“電電壓放大器”，“電壓放大器”輸出端接電壓溫度頻率表（選擇U，20V檔），打開(kāi)直流電源開(kāi)關(guān)。（將“220V直流穩(wěn)

28、壓電源”輸出調(diào)為5V）調(diào)節(jié)“差動(dòng)放大大器”與“電壓放大器器”的增益調(diào)節(jié)節(jié)電位器到中間位置并保保持不動(dòng)，用用導(dǎo)線將“差動(dòng)放大器器”的輸入端短接接，然后調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)零電位器器使電壓溫度頻頻率表顯示為為零。取下短路導(dǎo)線，并并按圖7-2連接“壓壓力傳感器”。氣室的活塞退回回到刻度“117”的小孔孔后，使氣室室的壓力相對(duì)對(duì)大氣壓均為為0，氣壓計(jì)計(jì)指在“零”刻刻度處，調(diào)節(jié)調(diào)零電電位器使電壓溫度度頻率表顯示示為零。增大輸入壓力到00.005MPa，每每隔0.0005Mpa記記下“電壓放放大器”輸出出的電壓值UU。直到壓強(qiáng)達(dá)到0.1Mpa；填填入下表。表7-1P(kP)5101520253035404550U（V

29、）P(kP)556065707580859095100U（V）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電電源，整理好好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)所所得數(shù)據(jù)，計(jì)計(jì)算壓力傳感感器輸入輸輸出（PU）曲線，并計(jì)算算其線性度。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容，試設(shè)計(jì)計(jì)電子氣壓計(jì)計(jì)。實(shí)驗(yàn)八 差差動(dòng)電感性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠顒?dòng)電感的的工作原理和和特性。二、實(shí)驗(yàn)儀器差動(dòng)電感、測(cè)微微頭、差動(dòng)放放大器、信號(hào)源、示示波器（自備備）三、實(shí)驗(yàn)原理差動(dòng)電感由一只只初級(jí)線圈和和兩只次級(jí)線線圈及一個(gè)鐵鐵芯組成。鐵鐵芯連接被測(cè)測(cè)物體。移動(dòng)線圈中中的鐵芯，由由于初級(jí)線圈圈和次級(jí)線圈圈之間的互感感發(fā)生變化促促使次級(jí)線圈圈的感應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化化，

30、一只次級(jí)級(jí)線圈的感應(yīng)電電動(dòng)勢(shì)增加，另另一只次級(jí)線線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則則減小，將兩兩只次級(jí)線圈圈反向串接（同同名端連接）引引出差動(dòng)輸出出，則輸出的的變化反映了了被測(cè)物體的的移動(dòng)量。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟差動(dòng)電感已經(jīng)根根據(jù)圖8-1安裝在傳傳感器固定架架上。圖8-1 差動(dòng)動(dòng)變壓器安裝裝圖 圖8-2 差動(dòng)動(dòng)電感接線圖將“信號(hào)源 ”“Us1 0”輸出接至L1，打開(kāi)“直流流電源”開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)節(jié)Us1的頻率和幅幅度（用示波波器監(jiān)測(cè)），使使輸出信號(hào)頻頻率為（4-5）kHz，幅度為為Vp-p=2VV，按圖8-2接線。將“差動(dòng)放大器器”的增益調(diào)調(diào)到最大（增增益調(diào)節(jié)電位位器順時(shí)針旋旋到底）。用示波器觀測(cè)“差差動(dòng)放大器”的

31、輸出，旋動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中右側(cè)的千分尺，用示波器觀測(cè)到的波形峰峰值Vp-p為最小，這時(shí)可以上下位移，假設(shè)向上移動(dòng)為正位移，向下移動(dòng)為負(fù)，從Vp-p最小開(kāi)始旋動(dòng)測(cè)微頭，每隔0.2mm從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值，填入表8-1，再?gòu)腣p-p最小處反向位移做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注意上、下位移時(shí)，初、次級(jí)波形的相位關(guān)系。 表8-1 X(mm)-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8Vp-p(V)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電電源，整理好好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中中注意差動(dòng)電感輸出的最小值值即為差動(dòng)電感的零點(diǎn)殘余電電壓大小。根根據(jù)表81畫(huà)出Vp-pX曲線。2.分析一下該該測(cè)試電路的

32、的誤差來(lái)源。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加在在差動(dòng)電感原邊的音音頻信號(hào)幅值值不能過(guò)大，以以免燒毀差動(dòng)動(dòng)電感傳感器。實(shí)驗(yàn)九 電電容式傳感器器位移特性實(shí)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娙輦鞲衅髌鞯慕Y(jié)構(gòu)及特特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器電容傳感器、電電容變換器、測(cè)測(cè)微頭、電壓壓溫度頻率表表三、實(shí)驗(yàn)原理電容式傳感器是是指能將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量量變化的一種傳感器它實(shí)質(zhì)上上是具有一個(gè)可變參數(shù)的電容器。利用用平板電容器原理： （9-1）式中，S為極板板面積，d為極板間距距離，0為真空介電常常數(shù)，r為介質(zhì)相對(duì)介介電常數(shù)，由由此可以看出出當(dāng)被測(cè)物理理量使S、d或r發(fā)生變化時(shí)時(shí)，電容量CC隨之發(fā)生改改變，如果保保持其中兩個(gè)個(gè)參數(shù)不

33、變而而僅改變另一一參數(shù)，就可可以將該參數(shù)數(shù)的變化單值值地轉(zhuǎn)換為電電容量的變化化。所以電容容傳感器可以以分為三種類類型：改變極極間距離的變變間隙式，改改變極板面積積的變面積式式和改變介電電常數(shù)的變介介電常數(shù)式。這這里采用變面面積式，如圖圖9-1，兩只平板電容器共享一一個(gè)下極板，當(dāng)下極板隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，兩只電容器上上下極板的有有效面積一只增大，一一只減小，將三個(gè)極板用導(dǎo)線引出，形形成差動(dòng)電容輸出。通過(guò)處理理電路將電容容的變化轉(zhuǎn)換換成電壓變化化，進(jìn)行測(cè)量量。圖9-1電容傳傳感器內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟電容傳感器已經(jīng)經(jīng)按圖9-2安裝在實(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。圖9-2 電容容傳感器安裝裝示意圖圖9-3

34、電容容傳感器接線線圖將底面板上“電電容傳感器”與“電容變換器器”相連，“電容變換器”的輸出接到電壓壓溫度頻率表表（選擇U）。（注：此處處應(yīng)選用三根根相同長(zhǎng)度的的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線，而而且越短越好好。）打開(kāi)“直流電源源”開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)“電容變換器器”的增益調(diào)節(jié)節(jié)電位器到中中間位置，調(diào)調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微微器使得電壓溫度度頻率表顯示示為0。（增益調(diào)節(jié)節(jié)電位器確定定后不能改動(dòng)動(dòng)）調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微器器推進(jìn)電容傳傳感器的中間間極板（內(nèi)極板）上下移動(dòng)，每隔0.2mmm將位移值值與電壓溫度度頻率表的讀讀數(shù)填入表99-1。 表9-1 X(mm)-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8U (V)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1.根據(jù)表

35、表9-1的數(shù)數(shù)據(jù)作做出電電壓位移曲曲線。2.試分析電容容傳感器轉(zhuǎn)接接電容變換器器的導(dǎo)線為什什么要長(zhǎng)度一一致。實(shí)驗(yàn)十 電電容傳感器動(dòng)動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娙輦鞲衅髌鞯膭?dòng)態(tài)性能能的測(cè)量原理理與方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器電容傳感器、電電容變換器、低低通濾波器、信信號(hào)源、示波波器（自備）、電壓溫度頻率表、振動(dòng)源三、實(shí)驗(yàn)原理與電容傳感器位位移特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)原理相同。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟將懸臂架上的千千分尺升高使使其遠(yuǎn)離托盤(pán)盤(pán)，將底面板電容傳傳感器對(duì)應(yīng)接接入電容變換換器中（注：選用三根相相同長(zhǎng)度的實(shí)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線）。將將“電容變換器器”的輸出端接“低通濾波器器”的輸入端，“低通濾波器器”輸出端接示波器。電電容變換

36、器的的“增益調(diào)節(jié)節(jié)”電位器調(diào)到最大位置置（順時(shí)針旋旋到底）。圖10-1 電電容傳感器動(dòng)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)接線圖打開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源源，將信號(hào)源UUs2接到“振動(dòng)源1”。信號(hào)源Uss2輸出信號(hào)頻率調(diào)節(jié)為“10-15HHz”之間，振振動(dòng)幅度調(diào)到到最大。用電壓溫度頻率率表（選擇“F”）監(jiān)測(cè)Us2的頻率。調(diào)節(jié)信號(hào)源改變變輸出頻率，用用示波器測(cè)出出“低通濾波器器”輸出波形的的峰-峰值。填入入下表。 表100-1振動(dòng)頻率(Hzz)1010.511.011.512.012.513.013.514.0Vp-p(mVV)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.作電容傳感感器F-Vpp-p曲線，找找出振動(dòng)源的的固有頻率。2.分析一下該該測(cè)試電路的的誤差

37、來(lái)源。實(shí)驗(yàn)十一 霍霍爾傳感器位位移特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻杺鞲衅髌鞯脑砼c應(yīng)應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器霍爾傳感器、測(cè)測(cè)微頭、電橋橋、差動(dòng)放大大器、電壓溫度頻頻率表、直流流穩(wěn)壓電源（4V）三、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍霍爾電勢(shì)UH=KHIB，其中KH為霍爾系數(shù)，由由霍爾材料的的物理性質(zhì)決決定，當(dāng)通過(guò)過(guò)霍爾組件的的電流I一定，霍爾爾組件在一個(gè)個(gè)梯度磁場(chǎng)中中運(yùn)動(dòng)時(shí)，就就可以用來(lái)進(jìn)進(jìn)行位移測(cè)量量。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟將懸臂架上測(cè)微微頭向下移動(dòng)動(dòng)，使測(cè)微頭接觸托托盤(pán)。按圖11-1接線（將直流穩(wěn)壓壓電源的GND1與儀儀表電路共地地），輸出Uo接電壓溫度頻頻率表。將“差動(dòng)放大器器”的增益調(diào)節(jié)節(jié)電位器調(diào)節(jié)節(jié)至中間

38、位置置。開(kāi)啟“直流電源源”開(kāi)關(guān)，電壓溫度頻頻率表選擇“V”檔，手動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)測(cè)微頭的的位置，先使使霍爾片處于于磁鋼的中間間位置（數(shù)顯顯表大致為00），再調(diào)節(jié)節(jié)Rw1使數(shù)顯表顯顯示為零。分別向上、下不不同方向旋動(dòng)動(dòng)測(cè)微頭，每每隔0.2mmm記下一個(gè)個(gè)讀數(shù)，直到到讀數(shù)近似不不變，將讀數(shù)數(shù)填入表11-1。表11-1。X（mm）1.00.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0U(mV)圖11-1 霍霍爾傳感器位位移接線圖五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)數(shù)據(jù)，作出UX曲線。實(shí)驗(yàn)十二 磁磁電式傳感器器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獯烹娛絺鞲懈衅鞯脑砑凹皯?yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器振動(dòng)源1、磁電電式傳感器、

39、信號(hào)號(hào)源、示波器（自自備）、電壓溫度頻頻率表、低通通濾波器三、實(shí)驗(yàn)原理磁電感應(yīng)式傳感感器是以電磁磁感應(yīng)原理為為基礎(chǔ)，根據(jù)據(jù)電磁感應(yīng)定定理，線圈兩端端的感應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢(shì)正比于線圈所包圍圍的磁通對(duì)時(shí)時(shí)間的變化率率，即 其中N是線圈匝數(shù)數(shù)，為線圈所包圍圍的磁通量（本本實(shí)驗(yàn)中當(dāng)永永磁磁鋼接近近傳感器時(shí)，磁磁通量增加，反反之，減?。?。若線圈相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度為v或角速度，則上式可改為e=-NBlv或者e=-NBS，l為每匝線圈的平均長(zhǎng)度；B為線圈所在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；S為每匝線圈的平均截面積。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟實(shí)驗(yàn)臺(tái)上已按圖圖12-1安裝好磁電感應(yīng)式式傳感器，磁磁鋼已經(jīng)固定定在支架上。將千分尺向上上移動(dòng)，使

40、其其遠(yuǎn)離托盤(pán)。如圖12-2接接線，將“信號(hào)源”Us2與“振動(dòng)源1 ”相連，磁電電傳感器接低低通濾波器輸輸入端。用電壓溫度頻頻率表（選擇“F”）檢測(cè)Us2的頻率。打開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源源，調(diào)節(jié)“信號(hào)源”改變輸出頻頻率，用示波波器測(cè)出低通濾波器器輸出波形的的峰-峰值。填入入下表。表12-1振動(dòng)頻率(Hzz)10.511.011.512.012.513.013.514.0Vp-p(mVV) 圖12-1 磁磁電傳感器安安裝示意圖 圖122-2磁電傳傳感器接線圖圖五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.作出磁電傳傳感器F-VVp-p曲線線，找出振動(dòng)動(dòng)源的固有頻頻率。2.利用磁電傳傳感器在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中表現(xiàn)出來(lái)來(lái)的特性，試試設(shè)計(jì)一種慣性傳感感

41、器。實(shí)驗(yàn)十三 壓壓電式傳感器器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈮弘娛絺鞲懈衅鳒y(cè)量振動(dòng)動(dòng)的原理和方方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器振動(dòng)源2、信號(hào)號(hào)源、壓電傳傳感器、低通通濾波器、電荷荷放大器、示示波器（自備備）三、實(shí)驗(yàn)原理壓電式傳感器由由慣性質(zhì)量塊塊和壓電陶瓷瓷片等組成（實(shí)實(shí)驗(yàn)用的壓電電式加速度計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖113-1）工作作時(shí)傳感器與與試件振動(dòng)的的頻率相同，質(zhì)量塊塊便有正比于于加速度的交交變力作用在在壓電陶瓷片片上，由于壓壓電效應(yīng)，壓壓電陶瓷產(chǎn)生生正比于運(yùn)動(dòng)動(dòng)加速度的表表面電荷。 圖13-1 壓電傳感器器結(jié)構(gòu)圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟將“振動(dòng)源2”的千分尺向向上移動(dòng)到225mm刻度度處。按下圖13-22接線，將面板板上的

42、“壓電傳感器器”接口接到“電荷放大器器”的輸入端，將將“電荷放大大器”輸出端端接到“低通濾波器器”輸入端，將“低通濾濾波器”輸出出端接示波器，觀察察輸出波形。將“信號(hào)源”的的“Us2”接到面板板的“振動(dòng)源源2”，打開(kāi)“直流電源”開(kāi)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)幅幅度電位器到中間間位置，調(diào)節(jié)節(jié)頻率電位器器使振動(dòng)梁起起振。電壓溫度頻率表表選擇“F”，檢檢測(cè)Us2的頻率。圖13-2 壓壓電傳感器振振動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線線圖5. 改變低頻頻信號(hào)源輸出信信號(hào)的頻率，用用示波器觀察察，并記錄振振動(dòng)源不同振振動(dòng)頻率下壓壓電傳感器輸輸出波形的峰峰峰值VPP-P。并由由此得出振動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)的共振振頻率。表13-1振動(dòng)頻率(Hzz)14.014.

43、515.015.516.016.517.017.518.0Vp-p(mVV)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.作出壓電傳傳感器F-VVp-p曲線線，找出振動(dòng)動(dòng)源2的固有頻率。2.利用壓電傳傳感器在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中表現(xiàn)出來(lái)來(lái)的特性，試試設(shè)計(jì)一種加速度傳傳感器。六、注意事項(xiàng) 當(dāng)頻頻率較小時(shí)，振振動(dòng)幅度較小小，輸出波形形毛剌較為嚴(yán)嚴(yán)重（毛剌為為機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)生），實(shí)驗(yàn)驗(yàn)頻率可從114Hz左右開(kāi)開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)像較為明顯顯。實(shí)驗(yàn)十四 電電渦流傳感器器位移特性實(shí)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆姕u流傳感感器測(cè)量位移移的工作原理理和特性。二、實(shí)驗(yàn)儀器電渦流傳感器、不銹鋼反射面、渦流變換器、測(cè)微頭、電壓溫度頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理通過(guò)高頻電流的的線圈產(chǎn)生

44、磁磁場(chǎng)（高頻電電流產(chǎn)生電路路可參照?qǐng)D114-1），當(dāng)有導(dǎo)電電體接近時(shí)，因因?qū)щ婓w渦流流效應(yīng)產(chǎn)生渦渦流損耗，從從而使線圈兩兩端電壓發(fā)生生變化。渦流流損耗與導(dǎo)電電體離線圈的的距離有關(guān)，因因此可以進(jìn)行行位移測(cè)量。圖14-1 渦渦流變換器原原理圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟按圖14-2安安裝電渦流傳傳感器。圖14-2 電電渦流傳感器器安裝示意圖圖將千分尺下移，使使其與托盤(pán)接接觸，電渦流流傳感器移至至不銹鋼反射射面上方與其平貼，并并將鎖緊螺母鎖緊。圖14-3 電電渦流傳感器器接線圖按圖14-3，將將面板上電渦流流傳感器連接接到“渦流變換器器”上標(biāo)有“”的的兩端，渦流流變換器輸出出端接電壓溫度頻頻率表（選擇U）。

45、打開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)“直直流電源”開(kāi)關(guān)，記下電壓表表讀數(shù)，調(diào)節(jié)千千分尺使其向向下移動(dòng)，然然后每隔0.2mm讀一一個(gè)數(shù)，直到到輸出幾乎不不變?yōu)橹?。將將結(jié)果列入下下表14-1。表14-1X（mm）00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0UO(V)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)表14-11數(shù)據(jù)，畫(huà)出出UX曲線。實(shí)驗(yàn)十五 電電渦流傳感器器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆姕u流傳感感器測(cè)量振動(dòng)動(dòng)的原理與方方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器電渦流傳感器、不銹鋼反射面、振動(dòng)源、信號(hào)源、渦流變換器、示波器（自備）、低通濾波器三、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)電渦流傳感感器的動(dòng)態(tài)特性和和位移特性，選選擇合適的工工作點(diǎn)即可測(cè)測(cè)量振幅。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟上

46、移千分尺，使使其遠(yuǎn)離托盤(pán)盤(pán)，并根據(jù)圖圖15-1安裝電渦渦流傳感器，注注意傳感器端端面與不銹鋼片反射射面之間的安安裝距離，將升降支架架升至最高位置。將“渦流”傳感感器連接到“渦流變換器器”上標(biāo)有“”的的兩端?！皽u流變換器器”輸出端接示示波器。將信信號(hào)源的“US2”接到“振動(dòng)源1”輸入端， US2幅度調(diào)節(jié)節(jié)電位器調(diào)到最大位置，打打開(kāi)“直流電源”開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)Us2調(diào)頻頻電位器，使振振動(dòng)源有微小小振動(dòng)。再慢慢慢調(diào)節(jié)頻率率使振動(dòng)源振振動(dòng)幅度最大大，同時(shí)慢慢慢下移升降架，使使振動(dòng)平臺(tái)振振動(dòng)最大時(shí)不不碰到渦流傳傳感器底部。電壓/頻率顯示表選擇“F”，檢測(cè)Us2的頻率?！皽u流變換器”輸輸出端接“低通濾波器器”的

47、輸入端，從從示波器觀察察“低通濾波器器”的輸出波形形，記錄不同同振動(dòng)頻率下下“低通濾波器器”輸出波形的的峰峰值。圖15-1電渦渦流傳感器安裝示示意圖表15-1 振動(dòng)頻率(Hzz)10.010.511.011.512.012.513.013.514.0Vp-p(mVV)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)數(shù)據(jù)，作振動(dòng)動(dòng)頻率和輸出出峰值曲線，得得出系統(tǒng)的共共振頻率。六、注意事項(xiàng) 當(dāng)頻率率較小時(shí)，振振動(dòng)幅度較小小，輸出波形形毛剌較為嚴(yán)嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)頻頻率可從100Hz左右開(kāi)開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)象較為明顯顯。實(shí)驗(yàn)十六 光光纖傳感器位位移特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夥瓷涫焦饫w纖位移傳感器器的原理與應(yīng)應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器Y型光纖傳感

48、器器、測(cè)微頭、反反射面、差動(dòng)動(dòng)放大器、電電壓放大器、電壓溫度頻頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理反射式光纖位移移傳感器是一一種傳輸型光光纖傳感器。其其原理如圖116-1所示，光纖采用型結(jié)構(gòu)，兩兩束光纖一端端合并在一起起組成光纖探探頭，另一端端分為兩支，分分別作為光源源光纖和接收收光纖。光從從光源耦合到到光源光纖，通通過(guò)光纖傳輸輸，射向反射射面，再被反反射到接收光光纖，最后由由光電轉(zhuǎn)換器器接收，轉(zhuǎn)換換器接收到的的光源與反射射體表面的性性質(zhì)及反射體體到光纖探頭頭距離有關(guān)。當(dāng)當(dāng)反射表面位位置確定后，接接收到的反射射光光強(qiáng)隨光光纖探頭到反反射體的距離離的變化而變變化。顯然，當(dāng)當(dāng)光纖探頭緊緊貼反射面時(shí)時(shí)，接收器接接收到

49、的光強(qiáng)強(qiáng)為零。隨著著光纖探頭離離反射面距離離的增加，接接收到的光強(qiáng)強(qiáng)逐漸增加，到到達(dá)最大值點(diǎn)點(diǎn)后又隨兩者者的距離增加加而減小。反反射式光纖位位移傳感器是是一種非接觸觸式測(cè)量，具具有探頭小，響響應(yīng)速度快，測(cè)測(cè)量線性化（在在小位移范圍圍內(nèi)）等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，可在小位位移范圍內(nèi)進(jìn)進(jìn)行高速位移移檢測(cè)。 圖16-1 反反射式光纖位位移傳感器原原理 圖圖16-2 光纖位位移傳感器安安裝示意圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟將千分尺下移，使使其與托盤(pán)相相接觸，光纖纖傳感器的安安裝如圖16-2所示，光纖分分叉兩端插入入“光纖插座座”中。探頭對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)不銹鋼反射面。按圖16-3接線。調(diào)節(jié)光纖傳感器器的高度，使使反射面與光光纖探頭端面面

50、緊密接觸，固固定光纖傳感感器。將“差動(dòng)變壓器器”與“電壓放大器器”的增益調(diào)節(jié)電位器調(diào)到中間位置置。打開(kāi)直流電電源開(kāi)關(guān)。將“電壓放大器器”輸出端接到電壓溫度度頻率表（選擇U），仔仔細(xì)調(diào)節(jié)調(diào)零零電位器使電壓溫度頻頻率表顯示為為零。旋動(dòng)測(cè)微頭，使使反射面與光光纖探頭端面面距離增大，每每隔.1讀出出一次輸出電電壓值，填入下表。表16-1X（mm）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0Uo(V)圖16-3 光光纖位移傳感感器接線圖五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)所得的的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，做出位移電壓曲線，確定光纖位移傳感器大致的線性范圍。2.試總結(jié)在光光纖傳感器對(duì)對(duì)位移的測(cè)量量應(yīng)用中被測(cè)測(cè)物體的約束

51、束條件有哪些些？六、注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)請(qǐng)保持反射面面的清潔。2.切勿將光纖纖折成銳角，保保護(hù)光纖不受受損傷。實(shí)驗(yàn)十七 光光電轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夤怆娹D(zhuǎn)速傳傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的原理及及方法。實(shí)驗(yàn)儀器轉(zhuǎn)動(dòng)源、反射式式光電傳感器器、直流穩(wěn)壓壓電源（220V）、電壓溫度頻頻率表、示波器（自自備）實(shí)驗(yàn)原理光電式轉(zhuǎn)速傳感感器有反射型型和透射型二二種，本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置是反射射型的，傳感器端端有發(fā)光管和和接收管，發(fā)發(fā)光管發(fā)出的的光被轉(zhuǎn)盤(pán)上上的圓孔透過(guò)過(guò)，并轉(zhuǎn)換成成電信號(hào)。由于轉(zhuǎn)盤(pán)上上有1個(gè)透射孔，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得得與轉(zhuǎn)速有關(guān)關(guān)的脈沖，用用示波器觀察察頻率即可得得到轉(zhuǎn)速值。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟驟1如圖1

52、7-1所示，光光電傳感器已已經(jīng)安裝在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)源上，將將直流穩(wěn)壓電源“U+”“UU-”調(diào)至4V并對(duì)應(yīng)接至“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)源”的“+”“-”端端。將“光電”傳傳感器接至電電壓溫度頻率率表（選擇FF）輸入。 2打開(kāi)“直流流電源”開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源，用不同的電電壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)源源，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)穩(wěn)定后記錄相相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，填填入下表。圖17-1 光光電測(cè)轉(zhuǎn)速安安裝示意圖表17-1驅(qū)動(dòng)電壓V(VV)4V6V8V10V頻率 (Hz)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)所得得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪繪制轉(zhuǎn)速驅(qū)驅(qū)動(dòng)電壓曲線線。2. 試設(shè)計(jì)一一種方案，使使用對(duì)射式光光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)測(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速速。實(shí)驗(yàn)十八 鉑鉑熱電阻溫度度特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私忏K熱電阻的的特性與

53、應(yīng)用用。實(shí)驗(yàn)儀器PT100、水水銀溫度計(jì)、萬(wàn)萬(wàn)用表（自備備）、直流穩(wěn)壓電電源（2220V）實(shí)驗(yàn)原理熱電阻用于測(cè)量量時(shí)，要求其其材料電阻溫溫度系數(shù)大，穩(wěn)穩(wěn)定性好，電電阻率高，電電阻與溫度之之間最好有線線性關(guān)系。當(dāng)當(dāng)溫度變化時(shí)時(shí)，感溫元件件的電阻值隨隨溫度而變化化，這樣就可可將變化的電電阻值通過(guò)測(cè)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換換電信號(hào)，即即可得到被測(cè)測(cè)溫度。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟驟 1打開(kāi)“直流電源”開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)“2220V直直流穩(wěn)壓電源源”電位器，使使“直流穩(wěn)壓電電源”輸出為5VV。2用萬(wàn)用表接接至PT1000兩端，選選擇“歐姆”“200”檔。 3將“2220V直流穩(wěn)穩(wěn)壓電源”接接至“加熱器器”。 4將水銀溫度度計(jì)放至加熱

54、熱器表面（加加熱器已固定定在平行梁的的下懸臂梁背面），加熱熱源溫度慢慢上升升。此時(shí)可用用水銀溫度計(jì)計(jì)測(cè)量加熱源源表面溫度，同同時(shí)觀察PTT100輸出出阻值的變化化。 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告觀察PT1000的阻值隨溫溫度變化而變變化的規(guī)律。請(qǐng)根據(jù)PT1000在實(shí)驗(yàn)中中表現(xiàn)出來(lái)的的特性設(shè)計(jì)一一款溫度計(jì)，畫(huà)畫(huà)出電路原理理圖及各項(xiàng)參參數(shù)。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度度計(jì)示數(shù)大于于72時(shí)，應(yīng)馬馬上拆掉加熱熱電源。實(shí)驗(yàn)十九 KK型熱電偶溫度度特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釱型熱電偶偶的特性與應(yīng)應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器加熱器、K型熱熱電偶、差動(dòng)動(dòng)放大器，電電壓放大器、電壓溫度頻率表、直流穩(wěn)壓電源（220V）三、實(shí)驗(yàn)原理熱電偶傳感器

55、的的工作原理熱電偶是一種使使用最多的溫溫度傳感器，它它的原理是基基于18211年發(fā)現(xiàn)的塞塞貝克效應(yīng)，即即兩種不同的的導(dǎo)體或半導(dǎo)導(dǎo)體A或B組組成一個(gè)回路路，其兩端相相互連接，只只要兩節(jié)點(diǎn)處處的溫度不同同，一端溫度度為T(mén)，另一一端溫度為T(mén)T0，則回路中中就有電流產(chǎn)產(chǎn)生，見(jiàn)圖119-1（aa），即回路路中存在電動(dòng)動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)動(dòng)勢(shì)被稱為熱熱電勢(shì)。圖19-1（aa） 圖199-1（b）兩種不同導(dǎo)體或或半導(dǎo)體的組組合被稱為熱熱電偶。當(dāng)回路斷開(kāi)時(shí)，在在斷開(kāi)處a，bb之間便有一一電動(dòng)勢(shì)ET，其極性和和量值與回路路中的熱電勢(shì)勢(shì)一致，見(jiàn)圖圖19-1（bb），并規(guī)定定在冷端，當(dāng)當(dāng)電流由A流流向B時(shí)，稱稱A為正極，B

56、B為負(fù)極。實(shí)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)當(dāng)ET較小時(shí)，熱熱電勢(shì)ET與溫度差（TT-T0）成正比，即即ET=SAB（TT-T0） （19-1）SAB為塞貝克克系數(shù)，又稱稱為熱電勢(shì)率率，它是熱電電偶的最重要要的特征量，其其符號(hào)和大小小取決于熱電電極材料的相相對(duì)特性。熱電偶的基本定定律：（1）均質(zhì)導(dǎo)體體定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體體組成的閉合合回路，不論論導(dǎo)體的截面面積和長(zhǎng)度如如何，也不論論各處的溫度度分布如何，都都不能產(chǎn)生熱熱電勢(shì)。（2）中間導(dǎo)體體定律用兩種金屬導(dǎo)體體A，B組成成熱電偶測(cè)量量時(shí)，在測(cè)溫溫回路中必須須通過(guò)連接導(dǎo)導(dǎo)線接入儀表表測(cè)量溫差電電勢(shì)EAB（T，TT0），而這些導(dǎo)導(dǎo)體材料和熱熱電偶導(dǎo)體AA，B的材料料往往

57、并不相相同。在這種種引入了中間間導(dǎo)體的情況況下，回路中中的溫差電勢(shì)勢(shì)是否發(fā)生變變化呢？熱電電偶中間導(dǎo)體體定律指出：在熱電偶回回路中，只要要中間導(dǎo)體CC兩端溫度相相同，那么接接入中間導(dǎo)體體C對(duì)熱電偶偶回路總熱電電勢(shì)EAB（T，TT0）沒(méi)有影響。（3）中間溫度度定律如圖19-2所所示，熱電偶偶的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)溫度為T(mén)1，T2時(shí)，熱電勢(shì)勢(shì)為EAB（T1，T2）；兩結(jié)點(diǎn)溫溫度為T(mén)2，T3時(shí)，熱電勢(shì)勢(shì)為EAB（T2，T3），那么當(dāng)兩兩結(jié)點(diǎn)溫度為為T(mén)1，T3時(shí)的熱電勢(shì)勢(shì)則為EAB（T1，TT2）+ EABB（T2，T3）=EAB（T1，T3） （19-2）式（2）就是中中間溫度定律律的表達(dá)式。譬譬如：T1=1

58、00，T2=40，TT3=0，則則EAB（1000，40）+EAB（40，00）=EABB（100，00） （19-3）圖19-2 中中間定律示意意圖熱電偶的分度號(hào)號(hào)熱電偶的分度號(hào)號(hào)是其分度表表的代號(hào)（一一般用大寫(xiě)字字母S、R、BB、K、E、JJ、T、N表表示）。它是是在熱電偶的的參考端為00的條件下下，以列表的的形式表示熱熱電勢(shì)與測(cè)量量端溫度的關(guān)關(guān)系。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與與步驟按圖19-3先先接好“差動(dòng)動(dòng)放大器”和和“電壓放大大器”，將“電電壓放大器”的的輸出接至毫毫伏表（選擇100mV）。PT1000接電壓溫度度頻率表（選選擇T）兩端端。打開(kāi)“直流電源源”開(kāi)關(guān)，短接“差動(dòng)放大器器”的輸入端，增增

59、益調(diào)節(jié)電位位器都處于中中間位置，調(diào)調(diào)節(jié)調(diào)零電位位器，使毫伏伏表顯示為零。拿掉短路線，按按圖19-3接好所有連線。圖19-3 熱熱電偶測(cè)溫接接線圖調(diào)節(jié)“2200V直流穩(wěn)壓壓電源”為55V，將“220VV直流穩(wěn)壓電電源”輸出接接入“加熱器器”電源輸入入端，加熱源源溫度慢慢上上升。觀察毫伏表電壓壓示數(shù)隨溫度的的變化情況。 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)報(bào)告在熱電偶測(cè)溫原原理中，其冷冷端要置于冰冰水混合物中中以保持零攝攝氏度狀態(tài)，給具體應(yīng)用帶來(lái)很大不便。試設(shè)計(jì)一種方案實(shí)現(xiàn)熱電偶的冷端補(bǔ)償。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度度計(jì)示數(shù)大于于72時(shí)，應(yīng)應(yīng)馬上拆掉加加熱電源。實(shí)驗(yàn)二十 正溫度系數(shù)數(shù)熱敏電阻（PPTC）溫度度特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)

60、驗(yàn)?zāi)康牧私庹郎囟认禂?shù)數(shù)熱敏電阻基基本原理；學(xué)習(xí)正溫度系數(shù)數(shù)熱敏電阻特特性與應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器加熱器、直流穩(wěn)穩(wěn)壓電源（2220V）、PTC、萬(wàn)用表（自備）三、實(shí)驗(yàn)原理熱敏電阻工作原原理同金屬熱熱電阻一樣，也也是利用電阻阻隨溫度變化化的特性測(cè)量量溫度。所不不同的是熱敏敏電阻用半導(dǎo)導(dǎo)體材料作為為感溫元件。熱熱敏電阻的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是：靈敏敏度高、體積積小、響應(yīng)快快、功耗低、價(jià)價(jià)格低廉，但但缺點(diǎn)是：電電阻值隨溫度度呈非線性變變化、元件的的穩(wěn)定性及互互換性差。正溫度系數(shù)的熱熱敏電阻PTTC通常是由由在BaTiiO3和SrTiiO3為主的成分分中加入少量量Y2O3和Mn2O3構(gòu)成的燒結(jié)結(jié)體，其電阻阻隨溫度增加加而