傳感器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

PAGEword文檔可自由編輯目 錄一、基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋…………………1實(shí)驗(yàn)二 差動(dòng)變壓器式的性能…………………3實(shí)驗(yàn)三 差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償……5實(shí)驗(yàn)四移相器實(shí)驗(yàn)……………6實(shí)驗(yàn)五相敏檢波實(shí)驗(yàn)…………7實(shí)驗(yàn)六 電渦流式傳感器的原理………………10實(shí)驗(yàn)七 被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器的影響…………………12實(shí)驗(yàn)八 差動(dòng)變面積型電容式傳感器的原理…………………13實(shí)驗(yàn)九 霍爾式傳感器的特性…………………15實(shí)驗(yàn)十 磁電式傳感器性能……………………17實(shí)驗(yàn)十一壓電傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)…………18二、綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十二 電子秤的設(shè)計(jì)……………………19實(shí)驗(yàn)十三 PN結(jié)溫度測(cè)試儀…………………20實(shí)驗(yàn)十四光纖位移傳感器…………………21三、附錄Ⅰ：CSY-=2\*ROMANII型傳感器實(shí)驗(yàn)儀簡(jiǎn)介…………………22 附錄Ⅱ：CSY-=2\*ROMANII型傳感器實(shí)驗(yàn)儀電路原理圖……………25 附錄Ⅲ：傳感器安裝示意圖及面板示意圖………………35實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片性能—單臂電橋一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶伊毫菏芰Γ憾宋灰疲r(shí)產(chǎn)生應(yīng)變的原理。了解金屬箔式應(yīng)變片受到應(yīng)變時(shí)電阻的變化規(guī)律。掌握單臂電橋檢測(cè)電阻的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器：直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動(dòng)放大器、雙平行梁測(cè)微頭、一片應(yīng)變片、F/V表、主、副電源。旋鈕初始位置：直流穩(wěn)壓電源打倒±2V檔，F(xiàn)/V表打到2V檔，差動(dòng)放大增益最大。三、實(shí)驗(yàn)步驟：(1)了解所需單元、部件在實(shí)驗(yàn)儀上的所在位置，觀察梁上的應(yīng)變片，應(yīng)變片為棕色襯底箔式結(jié)構(gòu)小方薄片。上下二片梁的外表面各貼二片受力應(yīng)變片和一片補(bǔ)償應(yīng)變片，測(cè)微頭在雙平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右調(diào)節(jié)。（2）將差動(dòng)放大器調(diào)零：用連線將差動(dòng)放大器的正（＋）、負(fù)（－）、地短接。將差動(dòng)放大器的輸出端與F／V表的輸入插口Vi相連；開啟主、副電源；調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益到最大位置，然后調(diào)整差動(dòng)放大器的調(diào)零旋鈕使F／V表顯示為零，關(guān)閉主、副電源。（3）根據(jù)圖1-1接線R1、R2、R3為電橋單元的固定電阻。R4為應(yīng)變片；將穩(wěn)壓電源的切換開關(guān)置±4V檔，F(xiàn)／V表置20V檔。調(diào)節(jié)測(cè)微頭脫離雙平行梁，開啟主、副電源，調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)中的W1，使F／V表顯示為零，然后將F／V表置2V檔，再調(diào)電橋W1（慢慢地調(diào)），使F／V表顯示為零。（4）將測(cè)微頭轉(zhuǎn)動(dòng)到10mm刻度附近，安裝到雙平等梁的自由端（與自由端磁鋼吸合），調(diào)節(jié)測(cè)微頭支柱的高度（梁的自由端跟隨變化）使F／V表顯示最小，再旋動(dòng)測(cè)微頭，使F／V表顯示為零（細(xì)調(diào)零），這時(shí)的測(cè)微頭刻度為零位的相應(yīng)刻度。（5）——往下或往上旋動(dòng)測(cè)微頭，使梁的自由端產(chǎn)生位移記下F／V表顯示的值。建議每旋動(dòng)測(cè)微頭一周即ΔX＝0.5mm記一個(gè)數(shù)值填入下表：位移（mm）電壓（mv）（6）據(jù)所得結(jié)果計(jì)算靈敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX為梁的自由端位移變化，ΔV為相應(yīng)F／V表顯示的電壓相應(yīng)變化）。（7）實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源，所有旋鈕轉(zhuǎn)到初始位置。四、注意事項(xiàng)：(1)電橋上端虛線所示的四個(gè)電阻實(shí)際上并不存在，僅作為一標(biāo)記，讓學(xué)生組橋容易。(2)為確保實(shí)驗(yàn)過程中輸出指示不溢出，可先將砝碼加至最大重量，如指示溢出，適當(dāng)減小差動(dòng)放大增益，此時(shí)差動(dòng)放大器不必重調(diào)零。(3)做此實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將低頻振蕩器的幅度關(guān)至最小，以減小其對(duì)直流電橋的影響。(4)電位器W1、W2，在有的型號(hào)儀器中標(biāo)為WD、WA。五、思考題：(1)本實(shí)驗(yàn)電路對(duì)直流穩(wěn)壓電源和對(duì)放大器有何要求？(2)根據(jù)所給的差動(dòng)放大器電路原理圖，(見附錄圖一)，分析其工作原理，說明它既能作差動(dòng)放大，又可作同相或反相放大器。實(shí)驗(yàn)二差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解電感式傳感器的差動(dòng)變壓器的工作原理。（2）了解電感式傳感器的差動(dòng)變壓器的輸出特性。（3）掌握差動(dòng)變壓器的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器音頻振蕩器、測(cè)微頭、示波器、主、副電源、差動(dòng)變壓器、振動(dòng)平臺(tái)。有關(guān)旋鈕初始位置：音頻振蕩器４ＫＨＺ－８ＫＨＺ之間，雙線示波器第一通道靈敏度500mv/div,第二通道靈敏度10mv/div，觸發(fā)選擇打到第一通道，主、副電源關(guān)閉。三、實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)圖2-1接線，將差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器（必須LV輸出）、雙線示波器連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線路。開啟主、副電源，將示波器探頭分別接至差動(dòng)變壓器的輸入端和輸出端，觀察差動(dòng)變壓器源邊線圈音頻振蕩器激勵(lì)信號(hào)峰峰值為2V。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭使測(cè)微頭與振動(dòng)平臺(tái)吸合。再向上轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭５mm，使振動(dòng)平臺(tái)往上位移。往下旋動(dòng)測(cè)微頭，使振動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)生位移。每位移0.2mm，用示波器讀出差動(dòng)變壓器輸出端的峰峰值填入下表，根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度Ｓ。Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ（式中ΔＶ為電壓變化，ΔＸ為相應(yīng)振動(dòng)平臺(tái)的位移變化），作出Ｖ－Ｘ關(guān)系曲線。Ｘ（mm）5mm4.8mm4.6mm…0.2mm0mm-0.2mm…-4.8mm-5mmVo(p-p)四、思考題（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指出線性范圍。（2）當(dāng)差動(dòng)變壓器中磁棒的位置由上到下變化時(shí)，雙線示波器觀察到的波形相位會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（3）用測(cè)微頭調(diào)節(jié)振動(dòng)平臺(tái)位置，使示波器上觀察到的差動(dòng)變壓器的輸出端信號(hào)為最小，這個(gè)最小電壓稱作什么？由于什么原因造成？實(shí)驗(yàn)三差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私猱a(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因。了解如何用適當(dāng)?shù)木€路對(duì)殘余電壓進(jìn)行補(bǔ)償。了解補(bǔ)償線路對(duì)輸出電壓的影響。實(shí)驗(yàn)儀器音頻振蕩器、測(cè)微頭、電橋、差動(dòng)變壓器、差動(dòng)放大器、雙線示波器、振動(dòng)平臺(tái)、主副電源。有關(guān)旋鈕的初始位置：音頻振蕩器4kHz－８KHZ之間，雙線示波器第一通道靈敏度500mV/div，第二通道靈敏度1V/div，觸發(fā)選擇打到第一通道，差動(dòng)放大器的增益旋到最大。三、實(shí)驗(yàn)步驟接圖3-1接線，音頻振蕩必須從LV插口輸出，W1，W2，r,c,為電橋單元中調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。(2)開啟主．副電源，利用示波器，調(diào)整音頻振蕩器幅度鈕使示波器一通道顯示出為2伏峰—峰值。調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率，使示波器二通道波形不失真。(3)調(diào)整測(cè)微頭，使差動(dòng)放大器輸出電壓最小。(4)依次調(diào)整W1，W2，使輸出電壓進(jìn)一步減小，必要時(shí)重新調(diào)節(jié)測(cè)微頭，盡量使輸出電壓最小。(5)將二通道的靈敏度提高，觀察零點(diǎn)殘余電壓的波形，注意與激勵(lì)電壓波形相比較。經(jīng)過補(bǔ)償后的殘余電壓波形：為波形，這說明波形中有分量。（６）經(jīng)過補(bǔ)償后的殘余電壓大小：Ｖ殘余p-p＝Ｖ殘余p-p/100與實(shí)驗(yàn)十六未經(jīng)補(bǔ)償殘余電壓相比較。（７）實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉主、副電源。四、

注意事項(xiàng)

(1)由于該補(bǔ)償線路要求差動(dòng)變壓器的輸出必須懸浮。因此次級(jí)輸出波形難以用一般示波來看，要用差動(dòng)放大器使雙端輸出轉(zhuǎn)換為單端輸出。(2)音頻信號(hào)必須從LV插口引出。實(shí)驗(yàn)四移相器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私膺\(yùn)算放大器構(gòu)成的移相電路的原理及工作情況二、實(shí)驗(yàn)儀器移相器、音頻振蕩器、雙線（雙蹤）示波器、主、副電源三、實(shí)驗(yàn)步驟了解移相器在實(shí)驗(yàn)儀所在位置及電路原理。將音頻振蕩器的信號(hào)引入移相器的輸入端（音頻信號(hào)從０°、１８０°插口輸出均可），開啟主、副電源。將示波器的兩根線分別接到移相的輸入和輸出端，調(diào)整示波器，觀察示波器的波形。旋動(dòng)移相器上的電位器，觀察兩個(gè)波形間相位的變化。改變音頻振蕩器的頻率,觀察不同頻率的最大移相范圍。四、思考題（１）根據(jù)圖4-1，分析本移相器的工作原理，并解釋所觀察到的現(xiàn)象。提示：A1、R1、R2、R3、C超前移相，在R3＝R1時(shí)，KF1（jω）=Vm/Vλ=-(1-jωRwC2)/(1+jωR2C1),KF1(ω)=1,ΦF1(ω)=-π-2tg-1ωR2C1。A2、R4、R5、RW、C2滯后移相，在R5＝R4時(shí)，KF2（jω）=V/Vm=(1-jωRwC2)/(1+jωC2),KF2(ω)=1,ΦF2(ω)=-2tg-1ωRwC1，ω＝2πf。分析：f一定時(shí)Rw=0－10KΩ相移Δφ，及Rw一定時(shí)，f變化相移Δφ。(2)如果將雙線示波器改為單蹤示波器，兩路信號(hào)分別從Ｙ軸和Ｘ軸送入，根據(jù)李沙育圖形是否可完成此實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)五相敏檢波器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庀嗝魴z波器的原理和工作情況。二、實(shí)驗(yàn)儀器相敏檢波器、移相器、音頻振蕩器、雙線示波器（自備）、直流穩(wěn)壓電源、低通濾波器、Ｆ／V表、主、副電源。有關(guān)旋鈕的初始位置:Ｆ／V表置２０Ｋ檔。音頻振蕩器頻率為４ＫHz，幅度置最小（逆時(shí)針到底），直流穩(wěn)壓電源輸出置于±２Ｖ檔，主、副電源關(guān)閉。三、實(shí)驗(yàn)步驟了解相敏檢波器和低通濾波器在實(shí)驗(yàn)儀面板上的符號(hào)。根據(jù)圖5-1的電路接線，將音頻振蕩器的信號(hào)０°輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端（1），把直流穩(wěn)壓電源＋2V輸出接至相敏檢波器的參考輸入端（5），把示波器兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端（1）和輸出端（3）組成一個(gè)測(cè)量線路。調(diào)整好示波器，開啟主、副電源，調(diào)整音頻振蕩器的幅度旋鈕，示波器輸出電壓為峰峰值4V。觀察輸入和輸出波的相位和幅值關(guān)系。改變參考電壓的極性（除去直流穩(wěn)壓電源＋2V輸出端與相敏檢波器參考輸入端（5）的連線，把直流穩(wěn)壓電源的－2V輸出接至相敏檢波器的參考輸入端（5）），觀察輸入和輸出波形的相位和幅值關(guān)系。由此可得出結(jié)論，當(dāng)參考電壓為正時(shí)，輸入和輸出相，當(dāng)參考電壓為負(fù)時(shí)，輸入和輸出相，此電路的放大倍數(shù)為倍。關(guān)閉主、副電源，根據(jù)圖5-2電路重新接線，將音頻振蕩器的信號(hào)從０°輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端（1），將從0°輸出端輸出接至相敏檢波器的參考輸入端（2），把示波器的兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入（1）和輸出端（3），將相敏檢波器輸出端（3）同時(shí)與低通濾波器的輸入端連接起來，將低能濾波器的輸出端與直流電壓表連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線路。（此時(shí)，Ｆ／V表置于Ｖ表２０Ｖ檔）。圖5-2開啟主、副電源，調(diào)整音頻振蕩器的輸出幅度，同時(shí)記錄電壓表的讀數(shù)，填入下表。單位：ＶVip-p0.5124816Vo關(guān)閉主、副電源，根據(jù)圖5-3的電路重新接線，將音頻振蕩器的信號(hào)從０°輸出端輸出至相敏檢波器的輸入端（1），將人１８０°輸出端輸出接至移相器的輸入端，將從移相器輸出端接至相敏檢波器的參考輸入端（2），把示波器的兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端（1）和輸出端（3），將相敏檢波器輸出端（3）同時(shí)與低通濾波器輸入端連接起來，將低通濾波器的輸出端與直流電壓表連接起來，組成一測(cè)量線路。開啟主、副電源，轉(zhuǎn)動(dòng)移相器上的移相電位器，觀察示波的顯示波形及電壓表的讀數(shù)，使得輸出最大。調(diào)整音頻振蕩器的輸出幅度，同時(shí)記錄電壓表的讀數(shù)，填入下表。單位：ＶVip-p0.51246816Vo四、思考題根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道相敏檢波器的作用是什么?移相器在實(shí)驗(yàn)線路中的作用是什么？（即參考端輸入波形相位的作用）在完成第五步驟后，將示波器兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端（1）和附加觀察端（6）和（2），觀察波形來回答相敏檢波器中的整形電路是將什么波轉(zhuǎn)換成什么波，相位如何？起什么作用？當(dāng)相敏檢波器的輸入與開關(guān)信號(hào)同相時(shí)，輸出是什么極性的什么波，電壓表的讀數(shù)是什么極性的最大值。實(shí)驗(yàn)六電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆姕u流式傳感器的工作原理。了解電渦流式傳感器的特點(diǎn)。掌握電渦流傳感器的測(cè)量原理。二、實(shí)驗(yàn)儀器渦流變換器、F／V表、測(cè)微頭、鐵測(cè)片、渦流傳感器、示波器、振動(dòng)平臺(tái)、主、副電源。三、實(shí)驗(yàn)步驟裝好傳感器（傳感器對(duì)準(zhǔn)鐵測(cè)片安裝）和測(cè)微頭。觀察傳感器的結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)扁平線圈。用導(dǎo)線將傳感器接入渦流變換器輸入端，將輸出端接至F／V表，電壓表置于２０Ｖ檔，見圖，開啟主、副電源。用示波器觀察渦流變換器輸入端的波形。如發(fā)現(xiàn)沒有振蕩波形出現(xiàn)，再將被測(cè)體移開一些。可見，波形為波形，示波器的時(shí)基為us/cm，故振蕩頻率約為。適當(dāng)調(diào)節(jié)傳感器的高度，使其與被測(cè)鐵片接觸，從此開始讀數(shù)，記下示波器及電壓表的數(shù)值，填入下表：建議每隔0.10mm讀數(shù)，到線性嚴(yán)重變壞為止。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在座標(biāo)紙上畫出Ｖ－Ｘ曲線，指出大致的線性范圍，求出系統(tǒng)靈敏度。（最好能用誤差理論的方法求出線性范圍內(nèi)的線性度、靈敏度）。可見，渦流傳感器最大的特點(diǎn)是，傳感器與被測(cè)體間有一個(gè)最佳初始工作點(diǎn)。這里采用的變換電路是一種。實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉主、副電源。Ｘ(mm)Vp-p(v)V(v)三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)測(cè)量過程中金屬導(dǎo)體要固定不動(dòng)。鐵片應(yīng)與傳感器測(cè)試頭平行，并將測(cè)試頭盡量對(duì)準(zhǔn)被測(cè)體中間，以減少渦流損失。傳感器在初試時(shí)可能出現(xiàn)一段死區(qū)。四、實(shí)驗(yàn)分析根據(jù)測(cè)量結(jié)果，在坐標(biāo)紙上畫出V—X曲線，求出靈敏度S，S=△V/△X，并指出線性范圍。用理論方法計(jì)算靈敏度并與實(shí)際測(cè)量值比較。實(shí)驗(yàn)七被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獗粶y(cè)體材料對(duì)渦流傳感器性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)儀器渦流傳感器、渦流變換器、鐵測(cè)片、F／V表、測(cè)微頭、鋁測(cè)片、振動(dòng)臺(tái)、主、副電源。三、實(shí)驗(yàn)步驟安裝好渦流傳感器，調(diào)整好位置。裝好測(cè)微頭。按實(shí)驗(yàn)六圖6-1接線，檢查無誤，開啟主、副電源。從傳感器與鐵測(cè)片接觸開始，旋動(dòng)測(cè)微頭改變傳感器與被測(cè)體的距離，記錄F表讀數(shù)，到出現(xiàn)明顯的非線性為止，然后換上鋁測(cè)片重復(fù)上述過程，結(jié)果填入下表（建議每隔0.05mm讀數(shù)）：X(mm)V鋁(v)V鐵(v)根據(jù)所得結(jié)果，在同一座標(biāo)紙上畫出被測(cè)體為鋁和鐵的兩條Ｖ－Ｘ曲線，照實(shí)驗(yàn)二十二的方法計(jì)算靈敏度與線性度，比較它們的線性范圍和靈敏度。關(guān)閉主、副電源?？梢姡@種電渦流式傳感器在被測(cè)體不同時(shí)必須重新進(jìn)行工作。四、注意事項(xiàng)傳感器在初始時(shí)可能為出現(xiàn)一段死區(qū)。此渦流變換線路屬于變頻調(diào)幅式線路，傳感器是振蕩器中一個(gè)元件，因此材料與傳感器輸出特性之間的關(guān)系與定頻調(diào)幅式線路不同。實(shí)驗(yàn)八 差動(dòng)變面積型電容式傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娙菔絺鞲衅鞯墓ぷ髟?。了解差?dòng)變面積型電容傳感器的測(cè)量原理。掌握差動(dòng)式電容傳感器靈敏度的分析方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器電容傳感器、電壓放大器、低通濾波器、Ｆ／V表、激振器、示波器有關(guān)旋鈕的初始位置：差動(dòng)放大器增益旋鈕置于中間，Ｆ／V表置于Ｖ表２Ｖ檔。三、實(shí)驗(yàn)步驟按圖8-1接線。F／V表打到20V，調(diào)節(jié)測(cè)微頭，使輸出為零。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭,每次0.1mm，記下此時(shí)測(cè)微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù)，直至電容動(dòng)片與上（或下）靜片復(fù)蓋面積最大為止。X(mm)V(mv)退回測(cè)微頭至初始位置。并開始以相反方向旋動(dòng)。同上法，記下X(mm)及V(mv)值。計(jì)算系統(tǒng)靈敏度Ｓ。Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ（式中ΔＶ為電壓變化，ΔＸ為相應(yīng)的梁端位移變化），并作出Ｖ－Ｘ關(guān)系曲線。X(mm)V(mv)卸下測(cè)微頭，斷開電壓表，接通激振器，用示波器觀察輸出波形。四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)注意電容變換器的接法，上面兩個(gè)插口是輸入，一個(gè)輸出插口為VO。調(diào)節(jié)低頻振蕩器產(chǎn)生振蕩時(shí)，要注意其幅度旋鈕不能太大，以免損壞設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)分析根據(jù)測(cè)量結(jié)果，在坐標(biāo)紙上畫出V—X曲線，求出系統(tǒng)靈敏度S，S=△V/△X，并指出線性范圍。分析V—X曲線中，出現(xiàn)非線性的原因。試分析電容變換器在這里所起的作用。實(shí)驗(yàn)九霍爾式傳感器的特性—直流激勵(lì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻杺鞲衅鞯奶匦耘c工作原理。掌握霍爾傳感器的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器霍爾片、磁路系統(tǒng)、電橋、差動(dòng)放大器、F／V表、直流穩(wěn)壓電源、測(cè)微頭、振動(dòng)平臺(tái)、主、副電源。有關(guān)旋鈕初始位置：差動(dòng)放大器增益旋鈕打到最小，電壓表置２０Ｖ檔，直流穩(wěn)壓電源置２Ｖ檔，主、副電源關(guān)閉。三、實(shí)驗(yàn)步驟了解霍爾式傳感器的結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)儀上的安裝位置，熟悉實(shí)驗(yàn)面板上霍爾片的符號(hào)。霍爾片安裝在實(shí)驗(yàn)儀的振動(dòng)圓盤上，兩個(gè)半圓永久磁鋼固定在實(shí)驗(yàn)儀的頂板上，二者組合成霍爾傳感器。開啟主、副電源將差動(dòng)放大器調(diào)零后，增益置最小，關(guān)閉主電源，根據(jù)圖2１接線，Ｗ１、r為電橋單元的直流電橋平衡網(wǎng)絡(luò)。裝好測(cè)微頭，調(diào)節(jié)測(cè)微頭與振動(dòng)臺(tái)吸合并使霍爾片置于半圓磁鋼上下正中位置。開啟主、副電源調(diào)整Ｗ１使電壓表指示為零。上下旋動(dòng)測(cè)微頭，記下電壓表的讀數(shù)，建議每0.1mm讀一個(gè)數(shù)，將讀數(shù)填入下表：X(mm)V(V)X(mm)V(v)作出Ｖ－Ｘ曲線指出線性范圍，求出靈敏度，關(guān)閉主、副電源。可見，本實(shí)驗(yàn)測(cè)出的實(shí)際上是磁場(chǎng)情況，磁場(chǎng)分布為梯度磁場(chǎng)與磁場(chǎng)分布有很大差異，位移測(cè)量的線性度，靈敏度與磁場(chǎng)分布有很大關(guān)系。（6）實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉主、副電源，各旋鈕置初始位置。三、注意事項(xiàng)由于磁路系統(tǒng)的氣隙較大，應(yīng)使霍爾片盡量靠近極靴，以提高靈敏度。一旦調(diào)整好后，測(cè)量過程中不能移動(dòng)磁路系統(tǒng)。激勵(lì)電壓不能過大，以免損壞霍爾片。四、實(shí)驗(yàn)分析根據(jù)測(cè)量結(jié)果，畫出V—X曲線，求出系統(tǒng)靈敏度S，S=△V/△X。分析系統(tǒng)產(chǎn)生非線性的原因。 實(shí)驗(yàn)十磁電式傳感器的性能一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獯烹娛絺髌鞯脑砑靶阅芏?、?shí)驗(yàn)儀器差動(dòng)放大器、渦流變換器、激振器、示波器、磁電式傳感器、渦流傳感器、振動(dòng)平臺(tái)、主、副電源。有關(guān)旋鈕的初始位置：差動(dòng)放大器增益旋鈕置于中間，低頻振蕩器的幅度旋鈕置于最小，Ｆ／Ｖ表置２ＫＨz檔。三、實(shí)驗(yàn)步驟觀察磁電式傳感器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖10-1的電路結(jié)構(gòu)，將磁電式傳感器，差動(dòng)放大器，低通濾波器，雙線示波器連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線路，并將低頻振蕩器的輸出端與頻率表的輸入端相連，開啟主、副電源。調(diào)整好示波器，低頻振蕩器的幅度旋鈕固定至某一位置，調(diào)節(jié)頻率，調(diào)節(jié)時(shí)用頻率表監(jiān)測(cè)頻率，用示波器讀出峰峰值填入下表：F(HZ)３４５６７８９１０２０25V(p-p)（3）拆去磁電傳感器的引線，把渦流傳感器經(jīng)渦流變換器后接入低通濾波器，再用示波器觀察輸出波形（波形好壞與渦流傳感器的安裝位置有關(guān)，參照渦流傳感器的實(shí)驗(yàn)）并與磁電傳感器的輸出波形相比較。四、實(shí)驗(yàn)分析（1）根據(jù)測(cè)量結(jié)果，畫出V—X曲線，求出系統(tǒng)靈敏度S，S=△V/△X。（2）分析系統(tǒng)產(chǎn)生非線性的原因。五、思考題（１）試回答磁電式傳感器的特點(diǎn)？（2）比較磁電式傳感器與渦流傳感器輸出波形的相位，為什么？實(shí)驗(yàn)十一壓電傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈮弘娛絺鞲衅鞯脑怼⒔Y(jié)構(gòu)及應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器低頻振蕩器、電荷放大器、低通濾波器、單芯屏蔽線、壓電傳感器、雙線示波器、激振線圈、磁電傳感器、Ｆ／Ｖ表、主、副電源、振動(dòng)平臺(tái)。有關(guān)旋鈕的初始位置：低頻振蕩器的幅度旋鈕置于最小，F(xiàn)／V表置Ｆ表２ＫＨＺ檔。三、實(shí)驗(yàn)步驟觀察壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖11-1的電路結(jié)構(gòu)，將壓電式傳感器，電荷放大器，低通濾波器，雙線示波器連接起來，組成一個(gè)測(cè)量線路。并將低頻振蕩器的輸出端與頻率表的輸入端相連。將低頻振蕩信號(hào)接入振動(dòng)臺(tái)的激振線圈。調(diào)整好示波器，低頻振蕩器的幅度旋鈕固定至最大，調(diào)節(jié)頻率，調(diào)節(jié)時(shí)用頻率表監(jiān)測(cè)頻率，用示波器讀出峰峰值填入下表：F(HZ)571215172025V(p-p)（4）示波器的另一通道觀察磁電式傳感器的輸出波形，并與壓電波形相比較觀察其波形相位差。四、實(shí)驗(yàn)分析（1）根據(jù)測(cè)量結(jié)果，畫出V—X曲線，求出系統(tǒng)靈敏度S，S=△V/△X。（2）分析系統(tǒng)產(chǎn)生非線性的原因。五、思考題（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道振動(dòng)臺(tái)的自振頻率大致多少？（2）試回答壓電式傳感器的特點(diǎn)。比較磁電式傳感器輸出波形的相位差Δφ大致為多少？為什么？實(shí)驗(yàn)十二 電子秤的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私飧黝惓Ｓ脗鞲衅鞯墓ぷ髟砑疤匦?。學(xué)會(huì)如何運(yùn)用傳感器裝置進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。二、實(shí)驗(yàn)要求利用實(shí)驗(yàn)儀器上的傳感器裝置、標(biāo)準(zhǔn)重量的砝碼（10g）及相關(guān)處理電路設(shè)計(jì)一個(gè)可以稱重的電子秤。將被測(cè)物的重量用電壓表或示波器顯示為一個(gè)電量信息。通過分析計(jì)算出某一未知物體的重量。分析所設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍、測(cè)量精度、系統(tǒng)的靈敏度和線性范圍。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案獨(dú)立完成傳感器的選取方案的選擇及測(cè)量電路的設(shè)計(jì)。四、實(shí)驗(yàn)分析分析系統(tǒng)的量程、靈敏度，指出其線性范圍。分析產(chǎn)生測(cè)量誤差的主要原因。討論提高測(cè)量精度的方法。實(shí)驗(yàn)十三 PN結(jié)溫度測(cè)試儀一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釶N結(jié)溫度傳感器的特性及工作情況。學(xué)會(huì)如何利用傳感器裝置進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。二、實(shí)驗(yàn)要求利用PN結(jié)溫度傳感器、V/F表及相關(guān)的處理電路設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)溫電路。將被測(cè)量（溫度）用電壓表或示波器顯示為一電量信息。通過分析計(jì)算出某被測(cè)環(huán)境的溫度值。分析所設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍、測(cè)量精度、系統(tǒng)的靈敏度和線性范圍。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 獨(dú)立完成測(cè)量電路的設(shè)計(jì)及方案的選擇。四、實(shí)驗(yàn)分析分析系統(tǒng)的測(cè)溫范圍、靈敏度，指出其線性范圍。分析該測(cè)溫電路的誤差來源。如要要求該電路能直接顯示出被測(cè)量的溫度值（攝氏度或開爾文），你認(rèn)為應(yīng)該進(jìn)行哪些改進(jìn)?實(shí)驗(yàn)十四光纖位移傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解光纖位移傳感器的原理及工作特性。（2）學(xué)會(huì)如何利用傳感器裝置進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。二、實(shí)驗(yàn)要求（1）利用光纖位移傳感器、V/F表及相關(guān)的處理電路設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)位移電路。（2）將被測(cè)量（位移）用電壓表或示波器顯示為一電量信息。（3）分析所設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍、測(cè)量精度、系統(tǒng)的靈敏度和線性范圍。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 獨(dú)立完成測(cè)量電路的設(shè)計(jì)及方案的選擇。四、實(shí)驗(yàn)分析（1）分析系統(tǒng)的測(cè)量范圍、靈敏度，指出其線性范圍。（2）分析該光纖位移電路的誤差來源。（3）如要要求該電路能直接顯示出被測(cè)量的為位移值，你認(rèn)為應(yīng)該進(jìn)行哪些改進(jìn)?附錄Ⅰ CSY-=2\*ROMANII型傳感器實(shí)驗(yàn)儀簡(jiǎn)介 CSY-=2\*ROMANII型傳感器實(shí)驗(yàn)儀是一臺(tái)適用于傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)方面的多功能教學(xué)儀器。它的特點(diǎn)是集各種常用的傳感器裝置、信號(hào)激勵(lì)源、處理電路、顯示儀表等于一體，可以自由組合構(gòu)成一個(gè)完整的測(cè)量系統(tǒng)。各部分的連接在面板上用迭插式插頭進(jìn)行。通過獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)者可以對(duì)各種傳感器的工作原理、測(cè)量方法有一個(gè)更深的理解。 本儀器由信號(hào)激勵(lì)源、實(shí)驗(yàn)臺(tái)和處理電路三部分組成。一、信號(hào)激勵(lì)源直流穩(wěn)壓源輸出電壓 ±15V，±2V~±10V，每2V一檔。音頻振蕩器頻率范圍 0.4K~10KHZ輸出插口 0°、180°輸出為兩反相輸出電壓；LV為電