電子測量技術(shù)實驗-傳感器實驗室

現(xiàn)代檢測技術(shù)試驗試驗指導書目 錄1、THSRZ-2型傳感器系統(tǒng)綜合試驗裝置簡介2、試驗一 金屬箔式應變片——電子秤試驗3、試驗二 溝通全橋振幅測量試驗4、試驗三 霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測量試驗5、試驗四 光電傳感器轉(zhuǎn)速測量試驗6、試驗五 E型熱電偶測溫試驗7、試驗六 E型熱電偶冷端溫度補償試驗試驗一金屬箔式應變片——電子秤試驗一、試驗目的：了解金屬箔式應變片的應變效應，直流全橋工作原理和性能，了解電路的定標。二、試驗儀器：應變傳感器試驗模塊、托盤、砝碼、數(shù)顯電壓表、±15V、±4V電源、萬用表〔自備三、試驗原理：電阻應變效應的關(guān)系式為R式中R

Rk 〔1-1〕R為電阻絲電阻相對變化；k為應變靈敏系數(shù)；l l 為電阻絲長度相對變化。1-1所示，將四彈性體形變被拉伸，或被壓縮。1-1雙孔懸臂梁式稱重傳感器構(gòu)造圖11-2全橋面板接線圖全橋測量電路中，將受力性質(zhì)一樣的兩只應變片接到電橋的對邊，不同的接入鄰邊，如圖，當應變片初始值相等，變化量也相等時，其橋路輸出RUo=ER 〔3-1〕RE為電橋電源電壓。RR為電阻絲電阻相對變化；3-1說明，全橋輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差得到進一步改善。值為重量的對應值，電壓量綱〔V〕改為重量量綱〔g〕即成一臺比較原始的電子稱。四、試驗內(nèi)容與步驟應變傳感器上的各應變片已分別接到應變傳感器模塊左上方的R1、R2、R3、R4上，可用萬用表測量判別，R1=R2=R3=R4=350Ω。差動放大器調(diào)零。從主控臺接入±15V電源，檢查無誤后，合上主控臺電源開關(guān)，將差動放大器的輸入端Ui短接并與地短接，輸出端Uo2接數(shù)顯電壓表〔選擇2VRw3調(diào)到增益最大位置〔順時針轉(zhuǎn)到底Rw4使電壓表顯示為0V。關(guān)閉主控臺電源?！睷w3、Rw4的位置確定后不能改動〕按圖1-2接線，將受力相反〔一片受拉，一片受壓〕的兩對應變片分別接入電橋的鄰邊。將10只砝碼置于傳感器的托盤上，調(diào)整電位器Rw30.200V〔2V拿去托盤上全部砝碼，觀看數(shù)顯電壓表是否顯示為0.000V，假設(shè)不為零，再次將差動放大器調(diào)零和加托盤后電橋調(diào)零〔調(diào)整電位器Rw40V4、5步驟，直到準確為止，把電壓量綱V改為重量量綱Kg即可以稱重。2將砝碼依次放到托盤上并讀取相應的數(shù)顯表值，直到200g砝碼加完，登記試驗結(jié)果，填入下表。去除砝碼，托盤上加一個未知的重物〔不要超過1Kg據(jù)，求出重物的重量。重量(g)20406080100120140160180電壓(V)0.0190.0390.0580.0770.0960.1150.1340.1530.172試驗完畢后，關(guān)閉試驗臺電源，整理好試驗設(shè)備。五、試驗報告1．依據(jù)試驗所得數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)靈敏度S＝ΔU/ΔW〔ΔUΔW2．計算電橋的非線性誤差δ=Δm/y

×100％。f1 F..S式中mS200輸出平均值。3．全橋測量中，當兩組對邊〔R1、R3R一樣時，即R1＝R3，R2＝R4，R1≠R2時，是否可以組成全橋？六、留意事項1kg120％。因此，加在傳感器上的壓力不應過大，以免造成應變傳感器的損壞！3一、試驗目的：

試驗二溝通全橋振幅測量試驗了解溝通全橋測量動態(tài)應變參數(shù)的原理與方法。二、試驗儀器：應變傳感器模塊、振動源、信號源、示波器〔虛擬三、試驗原理：將應變傳感器模塊電橋的直流電源E，則構(gòu)成一個溝通全橋，其輸出u=R，用溝通電橋測量溝通應變信號時，橋路輸出為一調(diào)制波。當雙平行振動梁被不R原理可以找出梁的固有頻率。四、試驗內(nèi)容與步驟：將臺面三源板上的應變輸出用連接線接到應變傳感器試驗模塊的黑色插座上，振動梁上的四個應變電阻通過導線接到應變傳感器模塊的虛線全橋上。按試驗指導書圖5-1連接電路，并依據(jù)試驗指導書上試驗五第3、4步調(diào)整系統(tǒng)，使系統(tǒng)輸出為零。將信號源Us2低頻振蕩器輸出接入振動臺鼓勵源插孔，調(diào)低頻輸出幅度和頻率使振動臺(圓盤)明顯有振動。f(Hz)Vo(mV)低頻振蕩器幅度調(diào)整不變，轉(zhuǎn)變低頻振蕩器輸出信號的頻率〔用頻率/f(Hz)Vo(mV)5．試驗完畢后，關(guān)閉試驗臺電源，整理好試驗設(shè)備。五、試驗報告從試驗數(shù)據(jù)得出振動梁的共振頻率。六、留意事項進展此試驗時低頻信號源幅值旋鈕約放在3/4位置為宜。4一、試驗目的：了解霍爾組件的應用——測量轉(zhuǎn)速。二、試驗儀器：霍爾傳感器、可調(diào)直流電源、轉(zhuǎn)動源、頻率/轉(zhuǎn)速表。三、試驗原理；H 利用霍爾效應表達式：U＝KIB，當被測圓盤上裝上N只磁性體時，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周磁場變化NH 四、試驗內(nèi)容與步驟安裝依據(jù)圖3-1，霍爾傳感器已安裝于傳感器支架上，且霍爾組件正對著轉(zhuǎn)盤上的磁鋼。3-1+5V電源接到三源板上“霍爾”輸出的電源端+4V、+6V、+8V、+10V、12V〔±616V〔±820V〔±1024V驅(qū)動轉(zhuǎn)動源，可以觀看到轉(zhuǎn)動源轉(zhuǎn)速的變化，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后記錄相應驅(qū)動電壓下得到的轉(zhuǎn)速值。也可用示波器觀測霍爾元件輸出的脈沖波形。電壓(V)+4V+6V+8V+10V12V16V20V24V轉(zhuǎn)速(rpm)36572811211507177624953225382824959194613831730255233334030五、試驗報告分析霍爾組件產(chǎn)生脈沖的原理。依據(jù)記錄的驅(qū)動電壓和轉(zhuǎn)速，作V-RPM曲線。5一、試驗目的：了解光電轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理及方法。二、試驗儀器：轉(zhuǎn)動源、光電傳感器、直流穩(wěn)壓電源、頻率/轉(zhuǎn)速表、示波器三、試驗原理：間距的6值。四、試驗內(nèi)容與步驟4-1所示。+5V電源接到三源板“光電”輸出的電f/翻開試驗臺電源開關(guān)，用不同的電源驅(qū)動轉(zhuǎn)動源轉(zhuǎn)動，記錄不同驅(qū)動電壓對應的轉(zhuǎn)速，填入下表，同時可通過示波器觀看光電傳感器的輸出波形。4-1驅(qū)動電壓V(V)4v6v8v10v12v16v20v24vn(rpm)338694104114061660249030043536五、試驗報告依據(jù)測的驅(qū)動電壓和轉(zhuǎn)速，作V-n曲線。并與霍爾傳感器測得的曲線比較。6一、試驗目的：

試驗五 E型熱電偶測溫試驗了解E型熱電偶的特性與應用二、試驗儀器：智能調(diào)整儀、PT100、E型熱電偶、溫度源、溫度傳感器試驗模塊。三、試驗原理：熱電偶傳感器的工作原理熱電偶是一種使用最多的溫度傳感器，它的原理是基于1821年覺察的塞貝克效應，即兩種A或B組成一個回路，其兩端相互連接，只要兩節(jié)點處的溫度不同，一端溫度為T，另一端溫度為T0，則回路中就有電流產(chǎn)生，見圖50-1〔a該電動勢被稱為熱電勢。圖5-1〔a〕 圖5-1〔b〕兩種不同導體或半導體的組合被稱為熱電偶。0a，bET，其極性和量值與回路中的熱電勢全都，50-1〔bA流向B時，稱A為正極，B為負極。試驗說明，當ETET與溫度差〔T-T〕成正比，即0E=S 〔T-T〕 〔1〕T AB 0ABS 為塞貝克系數(shù)，又稱為熱電勢率，它是熱電偶的最重要的特征量，其符號和大小取決于熱電極材料的相對特性。AB熱電偶的根本定律：〔1〕均質(zhì)導體定律何，都不能產(chǎn)生熱電勢。〔2〕中間導體定律用兩種金屬導體A，BEAB〔T，T0A，B的材料往往并不一樣。在這種引入了中中，只要中間導體C兩端溫度一樣，那么接入中間導體CEAB〔T，T0〕沒有影響?！?〕中間溫度定律72 AB 1 2如圖49-2所示，熱電偶的兩個結(jié)點溫度為T1，T時，熱電勢為E 〔T，T；兩結(jié)點溫度為T2，T3時，熱電勢為EAB〔T2，T3，那么當兩結(jié)點溫度為T1，T32 AB 1 2ABAB

〔T1，T3〕 〔2〕1 2 AB式〔2〕就是中間溫度定律的表達式。譬如：T=100℃，T=40℃，T=01 2 ABABAB熱電偶的分度號

〔100，0〕 〔3〕5-2熱電偶的分度號是其分度表的代號〔一般用大寫字母S、R、B、K、E、J、T、N0℃的條件下，以列表的形式表示熱電勢與測量端溫度的關(guān)系。四、試驗內(nèi)容與步驟利用Pt100500C，在另一個溫度傳感器插孔中插入E型熱電偶溫度傳感器。將±15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器試驗模塊中。溫度傳感器試驗模塊的輸出Uo2接主控臺直流電壓表。將溫度傳感器模塊上差動放大器的輸入端Ui短接，調(diào)整Rw3到最大位置，再調(diào)整電位Rw4使直流電壓表顯示為零。5-3拿掉短路線，按圖5-3接線，并將E型熱電偶的兩根引線，熱端〔紅色〕接a，冷端〔綠色〕接b；登記模塊輸出Uo220度50CUo21200C。并將試驗結(jié)果填8入下表T〔℃〕50556065707580859095100105110115Uo20.0840.10.1160.1320.1480.1640.1800.1960.2130.2300.2470.2640.2800.297〔V〕1200.313五、試驗報告UO2-TE依據(jù)中間溫度定律和E型熱電偶分度表，用平均值計算出差動放大器的放大倍數(shù)A。因T=50℃Eab(T,0)=3.047mv試驗結(jié)果輸出Uo2=0.091=91mv而Tn=19℃(室溫)Eab(Tn,0)=1.131mv又Eab(T,0)=Eab(T,Tn)+Eab(Tn,0)Eab(T,Tn)=Eab(T,0)-Eab(Tn,0)所以A=Uo2/Eab(T,Tn)=Uo2/(Eab(T,0)-Eab(Tn,0))=84/(3.047-1.131)=84/1.916=43.841：溫度調(diào)整儀9溫度熱電動勢〔mV〕2：E溫度熱電動勢〔mV〕〔℃〕012345678900.0000.0590.1180.1760.2350.2950.3540.4130.4720.532100.5910.6510.7110.7700.8300.8900.9501.0111.0711.131201.1921.2521.3131.3731.4341.4951.5561.6171.6781.739301.8011.8621.9241.9852.0472.1092.1712.2332.2952.357402.4192.4822.5442.0572.6692.7322.7952.8582.9212.984503.0473.1103.1733.2373.3003.3643.4283.4913.5553.619603.6833.7483.8123.8763.9414.0054.0704.1344.1994.264704.3294.3944.4594.5244.5904.6554.7204.7864.8524.917804.9835.0475.1155.1815.2475.3145.3805.4465.5135.579905.6465.7135.7805.8465.9135.9816.0486.1156.1826.2501006.3176.3856.4526.5206.5886.6566.7246.7926.8606.9281106.9967.0647.1337.2017.2707.3397.4077.4767.5457.6141207.6837.7527.8217.8907.9608.0298.0998.1688.2388.3071308.3778.4478.5178.5878.6578.8278.8428.8678.9389.0081409.0789.1499.2209.2909.3619.4329.5039.5739.6149.7151509.7879.8589.92910.00010.07210.14310.21510.28610.3584.42910一、試驗目的：

試驗六熱電偶冷端溫度補償試驗了解熱電偶冷端溫度補償?shù)脑砗头椒ǘ?、試驗儀器：智能調(diào)整儀、PT100、E型熱電偶、溫度源、溫度傳感器試驗模塊三、試驗原理：熱電偶冷端溫度補償?shù)姆椒ㄓ校罕?、恒溫槽法和電橋自動補償法〔圖6-1之間接入一個直流電橋，稱冷端溫度補償器，補償器電橋在0℃時到達平衡〔亦有20(＞0℃)熱電偶回路電勢Uab下降，由于補償器中，PN呈負溫度系數(shù)，其正 圖6-1Uab到達補償目的。四、試驗內(nèi)容與步驟6-2Pt10PT100PT100輸入”T〔同色的兩根接線端接蘭色，另一根接黑色插座度。T2將溫度掌握在500C，在另一個溫度傳感器插孔中插入E型熱電偶溫度傳感器。將±15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器試驗模塊中。溫度傳感器試驗模塊的輸出Uo2接主控臺直流電壓表。將溫度傳感器模塊上差動放大器的輸入端Ui短接，調(diào)整Rw3到最大位置，再調(diào)整電位Rw4使直流電壓表顯示為零。拿掉短路導線按圖6-2接線，并將E型熱電偶的兩個引線分別