CSY系列傳感器用戶手冊

前言

CSY系列傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺主要用于各大、中專院校及職業(yè)院校開設(shè)的“傳感器

原理及技術(shù)”“自動(dòng)化檢測技術(shù)”“非電量電測技術(shù)”“工業(yè)自動(dòng)化儀表及限制”“機(jī)械量電測”

等課程的試驗(yàn)教學(xué)。

CSY系列傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺上采納的大部分傳感器雖然是教學(xué)傳感器（透亮結(jié)構(gòu)

便于教學(xué)），但其結(jié)構(gòu)及線路是工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)，希望通過試驗(yàn)幫助廣高校生加強(qiáng)對書本學(xué)

問的理解，并在試驗(yàn)的進(jìn)行過程中，通過信號的拾取，轉(zhuǎn)換，分析，駕馭應(yīng)具有的基本的操

作技能及動(dòng)手實(shí)力。

CSY2000及3000系列傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺是本公司多年生產(chǎn)傳感技術(shù)教學(xué)試驗(yàn)裝

置的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)不同類別、不同層次的專業(yè)須要而設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品。

其優(yōu)點(diǎn)在于：

1、適應(yīng)不同專業(yè)的須要,不同專業(yè)可以有不同的菜單,本公司還可以為用戶的特別要求

制作模板。

2、能適應(yīng)不斷發(fā)展的形勢，作為信息拾取的工具，傳感器發(fā)展很快，可以不斷補(bǔ)充新型

的傳感器模板。

3、可以利用試驗(yàn)臺的信號源、試驗(yàn)電路、傳感器用于學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和自制裝

置。

為了讓老師、學(xué)生盡快熟識駕馭試驗(yàn)臺的運(yùn)用方法，本手冊列舉了一些試驗(yàn)示范例子，

老師、學(xué)生通過試驗(yàn)示范例子舉一反三可以自己組織開發(fā)許多試驗(yàn)頂目。

本手冊由于編寫時(shí)間、水平所限，難免有疏漏錯(cuò)誤之處，熱切期望老師及學(xué)生們提出珍

貴的看法，予以完善，感謝。

目錄

CSY-2000型傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺說明書...........5

CSY-3000型傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺說明書...........8

示范試驗(yàn)書目

2000系列基本試驗(yàn)舉例

試驗(yàn)一應(yīng)變片單臂電橋性能試驗(yàn)...........................11

試驗(yàn)二應(yīng)變片半橋性能試驗(yàn)...............................17

試驗(yàn)三應(yīng)變片全橋性能試驗(yàn)...............................18

試驗(yàn)四應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較試驗(yàn)...............20

試驗(yàn)五應(yīng)變片直流全橋的應(yīng)用一電子秤試驗(yàn).................21

試驗(yàn)六應(yīng)變片溫度影響試驗(yàn)...............................22

試驗(yàn)七移相器、相敏檢波器試驗(yàn)...........................23

試驗(yàn)八應(yīng)變片溝通全橋（應(yīng)變儀）的應(yīng)用一振動(dòng)測量試驗(yàn)........27

試驗(yàn)九壓阻式壓力傳感器測量壓力特性試臉...................30

*試驗(yàn)十壓阻式壓力傳感器應(yīng)用一壓力計(jì)試驗(yàn)...................32

試驗(yàn)十一差動(dòng)變壓器的性能試驗(yàn)...............................32

試驗(yàn)十二激勵(lì)頻率對差動(dòng)變壓器特性影響試驗(yàn).................37

試驗(yàn)十三差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償試驗(yàn)...................38

試驗(yàn)十四差動(dòng)變壓器測位移特性試驗(yàn).........................39

試驗(yàn)十五差動(dòng)變壓器的應(yīng)用一振動(dòng)測量試驗(yàn)...................41

試驗(yàn)十六電容式傳感器測位移特性試驗(yàn).......................43

試驗(yàn)十七線性霍爾傳感器測位移特性試驗(yàn).....................45

試驗(yàn)十八線性霍爾傳感器溝通激勵(lì)時(shí)位移特性試驗(yàn)...............48

試驗(yàn)十九開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速試驗(yàn).........................50

試驗(yàn)二十磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測轉(zhuǎn)速試驗(yàn).......................51

試驗(yàn)二十一壓電式傳感器測振動(dòng)試驗(yàn).............................53

試驗(yàn)二十二電渦流傳感器測量位移特性試驗(yàn)......................57

試驗(yàn)二十三被測體材質(zhì)對電渦流傳感器特性影響試齡..............60

試驗(yàn)二十四被測風(fēng)光積大小對電渦流傳感器特性影響試驗(yàn).........61

試驗(yàn)二十五電渦流傳感器測量振動(dòng)試驗(yàn)..........................62

試驗(yàn)二十六光纖位移傳感器測位移特性試驗(yàn)......................63

試驗(yàn)二十七光電傳感器測量轉(zhuǎn)速試驗(yàn).............................66

試驗(yàn)二十八光電傳感器限制電機(jī)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)......................67

試驗(yàn)二十九溫度源的溫度調(diào)整限制試驗(yàn)........................75

試驗(yàn)三十PtlOO的電阻測溫特性試驗(yàn)..........................79

試驗(yàn)三十一Cu50銅電阻測溫特性試驗(yàn)..........................85

試驗(yàn)三十二K熱電偶測溫特性試驗(yàn)...............................86

試驗(yàn)三十三K熱電偶冷端溫度補(bǔ)償試驗(yàn)...........................92

試驗(yàn)三十四E熱電偶測溫特性試驗(yàn)...............................95

試驗(yàn)二十五集成溫度傳感器（AD590）的溫度特性試驗(yàn)..............96

試驗(yàn)三十六氣敏傳感器試驗(yàn).....................................99

試驗(yàn)三十七濕度傳感器試驗(yàn)...................................100

試驗(yàn)三十八數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)試驗(yàn)一靜態(tài)舉例.......................102

試驗(yàn)三十九數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)試驗(yàn)一動(dòng)態(tài)舉例.......................104

3000系列試驗(yàn)（包含2000系列基本試驗(yàn)外，還包含以下試驗(yàn)。）

試驗(yàn)四十光源的光照度標(biāo)定試驗(yàn)............................105

試驗(yàn)四十一光敏電阻特性試驗(yàn).................................107

試驗(yàn)四十二光敏二極管特性試驗(yàn)..............................110

試驗(yàn)四十三光敏三極管特性試驗(yàn)...............................112

試驗(yàn)四十四硅光電池特性試驗(yàn).................................113

試驗(yàn)四十五透射式光電開關(guān)試驗(yàn)...............................115

試驗(yàn)四十六反射式紅外光電接近開關(guān)試驗(yàn)......................116

2000、3000系列增加型試驗(yàn)（包含基本試驗(yàn)外，可以選配以下試驗(yàn)。）

試驗(yàn)四十七PSD位置傳感器測位移試驗(yàn)

試驗(yàn)四十八扭矩傳感器測量試驗(yàn)

試驗(yàn)四十九超聲波傳感器測距試驗(yàn)

試驗(yàn)五十CCD傳感器應(yīng)用試齡

試驗(yàn)五十一光柵位移傳感器位移測量試驗(yàn)

試驗(yàn)五十二被動(dòng)紅外熱釋電探測試驗(yàn)

試驗(yàn)五十三指紋傳感器演示試驗(yàn)

試驗(yàn)五十四光纖壓力、溫度試驗(yàn)

備注：1、帶文號試驗(yàn)為思索試驗(yàn)；學(xué)生也可以參考示范試驗(yàn)例子組建開發(fā)其它試驗(yàn)項(xiàng)目。

2、同類型傳感器試驗(yàn)方法及接線方式都很類似。

3、選配試驗(yàn)資料附帶在所選配的試驗(yàn)裝置上或供應(yīng)光盤。

CSY-2000型傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺

說明書

一、試驗(yàn)臺的組成

CSY-2000型傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺由主機(jī)箱、傳感器、試驗(yàn)電路（試驗(yàn)?zāi)０澹⑥D(zhuǎn)動(dòng)

源、振動(dòng)源、溫度源、數(shù)據(jù)采集卡及處埋軟件、試驗(yàn)桌等組成。

1、主機(jī)箱：供應(yīng)高穩(wěn)定的±15V、±5V\+5V、±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）、+2V?+24V

（連續(xù)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源；音頻信號源（音頻振蕩器）IKHz-lOKHz（連續(xù)可調(diào)）；低頻信

號源（低頻振蕩器）1Hz?30Hz（連續(xù)可調(diào)）；傳感器信號調(diào)理電路；智能調(diào)整儀：計(jì)算機(jī)通

信II；主機(jī)箱上裝有電壓、氣壓等相關(guān)數(shù)顯表。其中，直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器、低頻振

蕩器都具有過載愛護(hù)功能，在解除接線錯(cuò)誤后重新開機(jī)制原正常工作。主機(jī)箱右側(cè)面裝有供

電電源插板及漏電愛護(hù)開關(guān)。

2、振動(dòng)源（動(dòng)態(tài)應(yīng)變振動(dòng)梁及振動(dòng)臺）：振動(dòng)頻率3Hz?30Hz可調(diào)（諧振頻率9Hz?12

Hz左右）;

3、轉(zhuǎn)動(dòng)源：手動(dòng)限制0轉(zhuǎn)/分?2400轉(zhuǎn)/分、自動(dòng)限制300?2200轉(zhuǎn)/分。

4、溫度源：常溫?2D0C。

5、氣壓源：0?20Kpa（連續(xù)可調(diào)兀

6、傳感器：基本型有箔式應(yīng)變片（350。）傳感器（秤重200g）、擴(kuò)散硅壓力傳感器

（20Kpa）,差動(dòng)變壓器（±4mm）、電容式位移傳感器（±2.5mm）、霍爾式位移傳感器（±1mm）、

霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器（2400轉(zhuǎn)/分）、磁電轉(zhuǎn)速傳感器（250轉(zhuǎn)/分?2400轉(zhuǎn)/分）、壓電式傳感器、

電渦流傳感器（1mm）、光纖位移傳感器（1mm）、光電轉(zhuǎn)速傳感器（2400轉(zhuǎn)/分）、集成溫度（AD590）

傳感器（室溫?120C）、K熱電偶（室溫?150℃）、E熱電i禺（室溫?150℃）、PtlOO伯電阻（室

溫?150℃）、Cu50銅電阻（室溫~100℃）、濕敏傳感器（10~95%RH）、氣敏傳感器（50~

2000ppm）等。

增加型：基本型基礎(chǔ)上可選配扭矩傳感器（25N?m）、超聲位移傳感器（200?1500mm）、

PSD位置傳感器（±2mm）、CCI）傳感器、光柵位移傳感器（25mm）、紅外熱釋電傳感器、指紋傳

感器（演示）等。

7、調(diào)理電路（試驗(yàn)?zāi)０澹夯拘陀须姌蚣罢{(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)、差動(dòng)放大器、電壓放大器、電

荷放大器、電容變換器、電渦流變換器、光電變換器、溫度變換器、移相器、相敏檢波器、

低通濾波器。增加型增加相應(yīng)的配套試驗(yàn)?zāi)０濉?/p>

8、數(shù)據(jù)采集處理軟件，另附。

9、試驗(yàn)臺：尺寸為1600X800X750（11111,試驗(yàn)臺桌上預(yù)留了計(jì)算機(jī)及示波器安放位置。

二、電路原理

試驗(yàn)電路原理已印刷在面板上（試驗(yàn)?zāi)０迳希?，試?yàn)接線圖參見文中的具體試驗(yàn)內(nèi)容。

三、運(yùn)用方法

1、開機(jī)前將電壓表顯示選擇旋鈕打到2V檔；電流表顯示選擇旋鈕打到200mA檔；步進(jìn)

可調(diào)直流穩(wěn)壓電源旋鈕打到±2V檔；其余旋鈕都打到中間位置。

2、將AC220V電源線插頭插入市電插座中，合上電源開關(guān)，數(shù)顯表顯示0000,表示

試驗(yàn)臺已接通電源。

3、做每個(gè)試驗(yàn)前應(yīng)先閱讀試驗(yàn)指南，每個(gè)試驗(yàn)均應(yīng)在斷開電源的狀態(tài)卜按試驗(yàn)線路接

好連接線（試驗(yàn)中用到可調(diào)直流電源時(shí)，應(yīng)在該電源調(diào)到試驗(yàn)值后再接到試驗(yàn)線路中），椅

查無誤后方可接通電源。

4、合上調(diào)整儀（器）電源開關(guān)，設(shè)置調(diào)整儀（器）參數(shù)；調(diào)整儀（器）的PV窗顯示測量值；

SV窗顯示設(shè)定值（具體內(nèi)容參見試驗(yàn)）。

5、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件運(yùn)用方法另附說明。

四、儀器維護(hù)及故障解除

1、維護(hù)

⑴防止硬物撞擊、劃傷試驗(yàn)臺面；防止傳感器跌落地面。

⑵試驗(yàn)完畢要將傳感器、配件及連線全部整理放置好。

2、故隙解除

⑴開機(jī)后數(shù)顯表都無顯示，應(yīng)查AC220V電源有否接通；主機(jī)箱側(cè)面AC220V插

座中的保險(xiǎn)絲是否燒斷。如都正常，則更換主機(jī)箱中主機(jī)電源。

（2）轉(zhuǎn)動(dòng)源不工作，則手動(dòng)輸入十12V電壓，如不工作，更換轉(zhuǎn)動(dòng)源；如工作正常，應(yīng)

查調(diào)整儀設(shè)置是否精確；及制輸出V。有無電壓，如無電壓，更換主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速限制板。

⑶振動(dòng)源不工作，檢查主機(jī)箱面板上的低頻振蕩器有無輸出，如無輸出，更換信號板;

如有輸出，更換振動(dòng)源的振蕩線圈。

（4）溫度源不工作，檢查溫度源電源開關(guān)有否打開；溫度源的保險(xiǎn)絲是否燒斷；調(diào)整儀

設(shè)置是否精確。如都正常，則更換溫度源。

五、留意事項(xiàng)

1、在試驗(yàn)前務(wù)必具體閱讀用戶手

2、嚴(yán)禁用酒精、有機(jī)溶劑或其它具有腐蝕性溶液擦洗主機(jī)箱及面板。

3、請勿將主機(jī)箱的電源、信號源輸出端及地（_L）短接，因短接時(shí)間長易造成電路故

障。

4、請勿將主機(jī)箱的士電源引入試驗(yàn)電路時(shí)接錯(cuò)。

5、在更換接線時(shí)，應(yīng)斷開電源，只有在確保接線無誤后方可接通電源。

6、試驗(yàn)完畢后，請將傳感器及附件放回原處。

7、假照試驗(yàn)臺長期未通電運(yùn)用，在試驗(yàn)前先通電非常鐘預(yù)熱，再檢查按一次漏電愛護(hù)

按鈕是否有效。

8、試噲接線時(shí)，要握住手柄插拔試驗(yàn)線，不能折扣試驗(yàn)線。

六、隨機(jī)附件詳見裝箱清單。

CSY-3000型傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺

說明書

CSY-3000型傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺是本公司為適應(yīng)不同類別、不同層次的專業(yè)須

要，在2000系列傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上，增加了一些光電傳感器而最新推出的

模塊化的新產(chǎn)品。

CSY-3000型傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺，主要用于各大專院校、中專及職業(yè)技術(shù)院校開

設(shè)的“自動(dòng)檢測技術(shù)”“傳感器原理及技術(shù)”“工業(yè)自動(dòng)化限制”“非電量電測技術(shù)”

等課程的教學(xué)試驗(yàn)。它是采納最新推出的模塊化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。試驗(yàn)臺上采納的大部分傳感器

雖然是教學(xué)傳感器（透亮結(jié)構(gòu)便于教學(xué)），但其結(jié)構(gòu)及線路是工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。希望通過試

驗(yàn)幫助廣高校生加強(qiáng)對書本學(xué)問的理解，并在試驗(yàn)的進(jìn)行過程中通過信號的拾取、轉(zhuǎn)換、分

析、駕馭作為一個(gè)科技工作者應(yīng)具有的基本的操作技能及動(dòng)手實(shí)力。

一、試驗(yàn)臺的組成

CSY—3000型傳感器及檢測技術(shù)試驗(yàn)臺由主機(jī)箱、溫度源、轉(zhuǎn)動(dòng)源、振動(dòng)源、傳感器、

相應(yīng)的試驗(yàn)?zāi)０濉?shù)據(jù)采集卡及處理軟件、試驗(yàn)桌等組成。

1、主機(jī)箱：供應(yīng)高穩(wěn)定的士15V、±5V、+5V、±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）、+2V?+24V

（連續(xù)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源;直流恒流源0.6mA?20mA可調(diào)；音頻信號源（音頻振蕩器）lKHz?

lOKHz（連續(xù)可調(diào)）低頻信號源（低頻振蕩器）1Hz?30Hz（連續(xù)可調(diào)）；氣壓源0?20KPa

（可調(diào)）；智能調(diào)整儀（器）；計(jì)算機(jī)通信口；主控箱面板上裝有電壓、電流、頻率轉(zhuǎn)速、氣

壓、光照度數(shù)顯表：漏電愛護(hù)開關(guān)等。其中，直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器、低頻振蕩器都具

有過載切斷愛護(hù)功能，在解除接線錯(cuò)誤后重新開機(jī)?下才能復(fù)原正常工作。

2、振動(dòng)源:振動(dòng)臺振動(dòng)頻率1Hz?30Hz可調(diào)（諧振頻率9Hz左右）。

3、轉(zhuǎn)動(dòng)源:手動(dòng)限制。?2400轉(zhuǎn)/分;自動(dòng)限制300?22手轉(zhuǎn)/分。

4、溫度源：常溫?200C。

5、氣壓源0?20KPa（可調(diào)）；

6、傳感器：基本型有電阻應(yīng)變式傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、差動(dòng)變壓器、電容式位

移傳感器、霍爾式位移傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電轉(zhuǎn)速傳感器、壓電式傳感器、電渦

流傳感器、光纖傳感器、光電轉(zhuǎn)速傳感器（光電斷續(xù)器）、集成溫度傳感器、K型熱電偶、E

型熱電偶、PtlOO銷電阻、Cu50銅電阻、濕敏傳感器、氣敏傳感器、光照度探頭、純白高亮

發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池、反射式光

電開關(guān)共二十六個(gè)（其中二個(gè)發(fā)光源）。

增加型：基本型基礎(chǔ)上可選配扭矩傳感器、超聲位移傳感器、PSD位置傳感器、。刀傳

感器、光柵位移傳感器、紅外熱釋電傳感器、紅外夜視傳感器、指紋傳感器。

7、調(diào)理電路（試驗(yàn)?zāi)０澹夯拘陀袘?yīng)變式、壓力、差動(dòng)變壓器、電容式、霍爾式、壓

電式、電渦流、光纖位移、溫度、移相/相敏檢波/低通濾波共十塊模板。增加型還增加相

應(yīng)的配套試驗(yàn)?zāi)０濉?/p>

8、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件，另附。

9、試驗(yàn)臺：尺寸為1600X800X750mm,試驗(yàn)臺桌上預(yù)留了計(jì)算機(jī)及示波器安放位置。

二、電路原理

試驗(yàn)?zāi)０咫娐吩硪延∷⒃诿姘迳希ㄔ囼?yàn)?zāi)０迳希?，試?yàn)接線圖參見下文中的具體試驗(yàn)

內(nèi)容。

三、運(yùn)用方法

1、開機(jī)前將電壓表顯示選擇旋鈕打到2v檔；電流表顯示選擇旋鈕打到200mA檔；步進(jìn)

可調(diào)直流穩(wěn)壓電源旋鈕打到±2V檔；其余旋鈕都打到中間位置。

2、將AC220V電源線插頭插入市電插座中，合上電源開關(guān)，數(shù)顯表顯示0000,表示

試驗(yàn)臺已接通電源。

3、做每個(gè)試驗(yàn)前應(yīng)先閱讀試驗(yàn)指南，每個(gè)試驗(yàn)均應(yīng)在斷開電源的狀態(tài)下按試驗(yàn)線路接

好連接線（試驗(yàn)中用到可調(diào)直流電源時(shí)，應(yīng)在該電源調(diào)到試驗(yàn)值后再接到試驗(yàn)線路中），檢

查無誤后方可接通電源。

4、合上調(diào)整儀（器）電源開關(guān)，在參數(shù)及狀態(tài)設(shè)置好的狀況下，調(diào)整器的PV窗口顯示測

量值；SV窗口顯示給定值。

5、合上氣源開關(guān)，氣泵有聲響，說明氣泵工作正常。

6、數(shù)據(jù)采集9及處理軟件運(yùn)用方法另附手朋。

四、儀器維護(hù)及故障解除

1、維護(hù)

⑴防止硬物撞擊、劃傷試驗(yàn)臺面；防止傳感器及試驗(yàn)?zāi)０宓涞孛鎿p壞。

⑵試驗(yàn)完畢要將傳感器、配件、試驗(yàn)?zāi)０寮斑B線全部整理好。

2、故障解除

（1）開機(jī)后數(shù)顯表都無顯示，應(yīng)查AC220V電源有否接通；主機(jī)箱側(cè)面AC22UV插

座中的保險(xiǎn)絲是否燒斷。如都正常，則更換主機(jī)箱中主機(jī)電源。

⑵轉(zhuǎn)動(dòng)源不工作，則手動(dòng)輸入+12V（0—24V可調(diào)）電壓，如不工作，更換轉(zhuǎn)動(dòng)源；如

工作正常，應(yīng)查調(diào)整器設(shè)置是否精確：限制輸出Vo有無電壓，如無電壓，更換主機(jī)箱中的

轉(zhuǎn)速限制板。否則更換智能調(diào)整器。

⑶振動(dòng)源不工作，檢杳主機(jī)箱面板上的低頻振蕩器有無輸出（調(diào)整較大幅度后調(diào)整頻

率），如無輸出，更換信號板；如有輸出，更換振動(dòng)源的振蕩線圈.

（4）溫度源不工作，檢杳溫度源電源開關(guān)有否打開；溫度源的保險(xiǎn)絲是否燒斷；調(diào)整器

設(shè)置是否精確。如都正常，則更換溫度源。

五、留意事項(xiàng)

1、在試驗(yàn)前務(wù)必具體閱讀用戶手冊。

2、嚴(yán)禁用酒精、有機(jī)溶劑或其它具有腐蝕性溶液擦洗主機(jī)箱的面板和試驗(yàn)?zāi)０迕姘濉?/p>

3、嚴(yán)禁將主機(jī)箱的電源、信號源輸出端及地（_!_）用接，因短接時(shí)間長易造成電路故障。

4、嚴(yán)禁將主機(jī)箱的土電源引入試驗(yàn)?zāi)０鍟r(shí)接錯(cuò)。

5、在更換接線時(shí)，應(yīng)斷開電源，只有在確保接線無誤后方可接通電源。

6、試驗(yàn)完畢后，請將傳感器及試驗(yàn)?zāi)０宸呕卦帯?/p>

7、假照試驗(yàn)臺長期未通電運(yùn)用，在試驗(yàn)前先通電非常鐘預(yù)熱，再檢查按一次漏電愛護(hù)

按鈕是否有效。

六、隨機(jī)附件詳見裝箱清單

示范試驗(yàn)

試驗(yàn)一應(yīng)變片單臂電橋性能試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娮钁?yīng)變片的T.作原理及應(yīng)用并駕馭應(yīng)變片測量電路。

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)換為電阻變更的傳感器。此類傳感

器主要是通過肯定的機(jī)械裝置將被測量轉(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)換成電阻的變更，再通過測量電路將電阻的變更轉(zhuǎn)換成電壓或電流變更信號輸

出。它可用于能轉(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢測，如力、壓力、加速度、力矩、重量等,

在機(jī)械加工、計(jì)量、建筑測量等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。

1、應(yīng)變片的電阻應(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

而其電阻值也會產(chǎn)生相應(yīng)地變更，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)其長為：L、半徑為人材料的電阻率為P時(shí)，依據(jù)電阻的定義式得

(1—1)

當(dāng)導(dǎo)體因某種緣由產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其長度L、截面積八和電阻率P的變更為dL、dA、dP相應(yīng)

的電阻變更為dR。對式(1-1)全微分得電阻變更率dR/R為：

(1—2)

式中：dL/L為導(dǎo)體的軸向應(yīng)變量丸；dr/r為導(dǎo)體的橫向應(yīng)變量5

由材料力學(xué)得：￡L=-R￡r(1一3)

式中：口為材料的泊松比，大多數(shù)金屬材料的泊松比為0.3?0.5左右；負(fù)號表示兩者的變

更方向相反。將式(1—3)代入式(1—2)得：

竺=(l+2/)e+—

RP(1—4)

式(1-4)說明電阻應(yīng)變效應(yīng)主要取決于它的幾何應(yīng)變：兒何效應(yīng))和本身特有的導(dǎo)電性能

(壓阻效應(yīng))。

2、應(yīng)變靈敏度

它是指電阻應(yīng)變片在單位應(yīng)變作用下所產(chǎn)生的電阻的相對變更量。

（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

(1—5)

其靈敏度系數(shù)為：

K=

金屬導(dǎo)體在受到應(yīng)變作用時(shí)將產(chǎn)生電阻的變更，拉伸時(shí)電阻增大，壓縮時(shí)電阻減小，且及其

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。

（2）、半導(dǎo)體的應(yīng)變靈敏度：主要取決于其壓阻效應(yīng)；dR/Rv^d際。半導(dǎo)體材料之所以

具有較大的電阻變更率，是因?yàn)樗羞h(yuǎn)比金屬導(dǎo)體顯著得多的壓阻效應(yīng)。在半導(dǎo)體受力變形

時(shí)會短暫變更晶體結(jié)構(gòu)的對稱性，因而變更了半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理，使得它的電阻率發(fā)生變更，

這種物理現(xiàn)象稱之為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。不同材質(zhì)的半導(dǎo)體材料在不同受力條件下產(chǎn)生的

壓阻效應(yīng)不同，可以是正（使甩阻增大）的或負(fù)（使電阻減小）的壓阻效應(yīng)。也就是說，同

樣是拉伸變形，不同材質(zhì)的半導(dǎo)體將得到完全相反的電阻變更效果。

半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)主要體現(xiàn)為壓阻效應(yīng)，其靈敏度系數(shù)較大,一般在100到200

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)變采納N型單晶硅為傳感器的彈性元

件，在它上面干脆蒸鍍擴(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。

*本試驗(yàn)以金屬箔式應(yīng)變片為探討對象。

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)氯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1—1所示。

（a）絲式應(yīng)變片（b）箔式應(yīng)變片

圖1—1應(yīng)變片結(jié)構(gòu)圖

金屬箔式應(yīng)變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，及絲式應(yīng)變片工作原

理相同。電阻絲在外力作用下發(fā)朝氣械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變更，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，

描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：AR/R=K￡式中：oR/R為電阻絲電阻相對變更，K為

應(yīng)變靈敏系數(shù)，e=AL/L為電阻絲長度相對變更。

5、測量電路

為了將電阻應(yīng)變式傳感器的電阻變更轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號，在應(yīng)用中一般采納電橋電

路作為其測量電路。電橋電路具有結(jié)構(gòu)簡潔、靈敏度高、測量范圍寬、線性度好且易實(shí)現(xiàn)溫

度補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)。能較好地滿足各種應(yīng)變測量要求，因此在應(yīng)變測量中得到了廣泛的應(yīng)用。

電橋電路按其工作方式分有單臂、雙臂和全橋三種，單臂工作輸出信號最小、線性、穩(wěn)定性

較差；雙臂輸出是單臂的兩倍，性能比單臂有所改善；全橋工作時(shí)的輸出是單臂時(shí)的四倍，

性能最好。因此，為了得到較大的輸出電壓信號一般都采納雙臂或全橋工作。基本電路如圖

1—2(a)、(b)、(c)所示。

(c)全橋

圖1一2應(yīng)變片測量電路

(a)、單臂

Uo=U①一U③

=((R1+AR1)/(R1+AR1+R5)-R7/(R7+R6))E

={](R7+R6)(R1+AR1)-R7(R54-R1+AR1))/((R5+R1+AR1)(R7+R6))}E

設(shè)R1=R5=R6=R7,且AR1/R1=AR/RVV1,AR/R=Ke,K為靈敏度系數(shù)。

貝ljUo^(l/4)(ARl/R1)E=(1/4)(△R/R)E=(1/4)KeE

(b)、雙臂(半橋)

同理:Uo%(I/2)(△!?/!?)￡=(1/2)K￡E

(C)、全橋

同理：UO%(2XR/R)E=K￡E

6、箔式應(yīng)變片單臂電橋試驗(yàn)原理圖

圖1—3應(yīng)變片單臂電橋性能試驗(yàn)原理圖

圖中R5、R6、R7為350。固定電阻，R1為應(yīng)變片；RW1和R8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%（l/4）SR4/R4）E=（1/4）SR/R）E=（1/4）K￡E。差

動(dòng)放大器輸出為V。。

三、需用器件及單元：主機(jī)箱中的±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、±15V直流

穩(wěn)壓電源、電壓表；應(yīng)變式傳感器試驗(yàn)?zāi)０?、托盤、祛碼；4方位數(shù)顯萬用表（自備）。

四、試驗(yàn)步驟：

應(yīng)變傳感器試驗(yàn)?zāi)０逭f明：應(yīng)變傳感器試驗(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)變片測量電路、差動(dòng)放大器組成。試驗(yàn)

模板中的R1（傳感器的左下）、R2（傳感器的右下）、R3（芍感器的右上）、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)電阻符號是空的無實(shí)體，其中4個(gè)電

阻符號組成電橋模型是為電路初學(xué)者組成電橋接線便利而設(shè)；R5、R6、R7是350Q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)變片溫度影響試驗(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)變片測量振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)用。

1、將托盤安裝到傳

感器上，如圖1—4所示。

圖1—4傳感器托盤安裝示意圖

2、測量應(yīng)變片的阻值：當(dāng)傳感器的托盤上無重物時(shí)，分別測量應(yīng)變片RI、R2、R3、R4

的阻值。在傳感器的托盤上放置10只跌碼后再分別測量RI、R2、R3、R4的阻值變更，分析

應(yīng)變片的受力狀況（受拉的應(yīng)變片：阻值變大，受壓的應(yīng)變片：阻值變小。）。

圖1—5測量應(yīng)變片的阻值示意圖

3、試驗(yàn)?zāi)０逯械牟顒?dòng)放大器調(diào)零：按圖1—6示意接線，將主機(jī)箱上的電壓表量程切換

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)整放大器的增益電位器RW3合

適位置（先順時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)究竟，再逆時(shí)針回轉(zhuǎn)1圈）后，再調(diào)整試驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器

RW4,使電壓表顯示為零。

I：機(jī)箱

直流穩(wěn)壓電源

故獐燈故灣燈

oz^>X>oo

復(fù)位［*15VI-15V*5V復(fù)位

WJ??°

二一4壓表

8.8.8.8.

200?Vj?衿

程詠開關(guān)

Vi

圖1—6差動(dòng)放大器調(diào)零接線示意圖

4、應(yīng)變片單臂電橋試驗(yàn)：關(guān)閉主機(jī)箱電源，按圖1—7示意圖接線，將±2V?±17可

調(diào)電源調(diào)整到±4V檔。檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)整試驗(yàn)?zāi)０迳系臉蚵菲胶?/p>

電位器RW1,使主機(jī)箱電壓表顯示為零：在傳感器的托盤上依次增加放置--只20g祛碼(盡

量靠近托盤的中心點(diǎn)放置)，讀取相應(yīng)的數(shù)顯表電壓值，登記試驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表1。

圖1—7應(yīng)變片單臂電橋試驗(yàn)接線示意圖

表1應(yīng)變片單臂電橋性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

重量(g)0

電壓(mV)0

5、依據(jù)表1數(shù)據(jù)作出曲線并計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=AV/A、V(A￥輸出電壓變更量，AW,重

量變更量）和非線性誤差8，S=Am/yFSX100%式中Am為輸出值（多次測量時(shí)為平均值）

及擬合直線的最大偏差：yFS滿量程輸出平均值，此處為200g。試驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。

試驗(yàn)二應(yīng)變片半橋性能試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶?yīng)變片半橋（雙臂）工作特點(diǎn)及性能。

二、基本原理：應(yīng)變片基本原理參閱試驗(yàn)一。應(yīng)變片半橋特性試驗(yàn)原理如圖2-1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UO^（1/2）（AR/R）E=（1/2）K￡E。

三、需用器件及單元：主機(jī)箱中的±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、±15V直流

穩(wěn)壓電源、電壓表：應(yīng)變式傳感器試驗(yàn)?zāi)０?、托盤、祛碼。

四、試驗(yàn)步驟；

1、按試驗(yàn)一（單臂電橋性能試驗(yàn)）中的步驟1和步驟3試驗(yàn)。

2、關(guān)閉主機(jī)箱電源，除將圖1-7改成圖2—2示意圖接線外，其它按試驗(yàn)一中的步驟

4試驗(yàn)。讀取相應(yīng)的數(shù)顯表電壓值，填入表2中。

圖2—2應(yīng)變片半橋試驗(yàn)接線示意圖

表2應(yīng)變片半橋試驗(yàn)數(shù)據(jù)

重量(g)0

電壓(mV)0

3、依據(jù)表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出試驗(yàn)曲線，計(jì)算靈敏度S=AV/AW,非線性誤差6。試驗(yàn)完

畢，關(guān)閉電源。

五、思索題：

半橋測量時(shí)兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時(shí)，應(yīng)放在：(1)對邊(2)鄰邊。

試驗(yàn)三應(yīng)變片全橋性能試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康模?解應(yīng)變片全橋工作特點(diǎn)及性能。

二、基本原理：應(yīng)變片基本原理參閱試驗(yàn)%應(yīng)變片全橋特性試驗(yàn)原理如圖3—1所示。

應(yīng)變片全橋測量電路中，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=R4,其變更值A(chǔ)R1=AR2=AR3=AR4時(shí)，其橋路

輸出電壓UO-SR/R)E=K￡E.其輸出靈敏度比半橋乂提高了一倍，非線性得到改善。

圖3-1應(yīng)變片全橋性能試驗(yàn)接線示意圖

三、需用器件和單元：主機(jī)箱中的±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、±15V直流

穩(wěn)壓電源、電壓表；應(yīng)變式傳感器試驗(yàn)?zāi)０濉⑼斜P、祛碼。

四、試驗(yàn)步驟：

試驗(yàn)步驟及方法（除了按圖3—2示意接線外）參照試驗(yàn)二，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表3作出

試驗(yàn)曲線并進(jìn)行靈敏度和非線性誤差計(jì)算。試驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。

圖3—2應(yīng)變片全橋性能試驗(yàn)接線示意圖

表3全橋性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

重量（g）

電壓（mV）

五、思索題：

測量中，當(dāng)兩組對邊（RI、R3為對邊）電阻值R相司時(shí)，即R1=R3,R2=R4,而R1W

R2時(shí)，是否可以組成全橋：（1）可以（2）不行以。

*試驗(yàn)四應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較

一、試驗(yàn)?zāi)康模罕容^單臂、半橋、全橋輸出時(shí)的靈敏度和非線性度，得出相應(yīng)的結(jié)論。

二、基本原理：如圖4(a)、(b)、(c)

---1E-------E1-------E1----

(a)單臂(b)半橋(c)全橋

圖4應(yīng)變電橋

(a)、Uo=U①一U③

=((R1+AR1)/(R1+AR1+R2)-R4/(R3+R4))E

=((14-AR1/RI)/(14-AR1/R1+K2/R2)-(R4/R3)/(1+R4/R3))E

設(shè)R1=R2=R3=R4,且△R1/R1VV1。

Uo^(l/4)(ARI/R1)E

所以電橋的電壓靈敏度:S=Uo/(△〃/Rl)"kE=(l/4)E

(b)、同理:Uo%(l/2)(ZXRl/Rl)E

S=(l/2)E

(C)、同理:Uo-SR1/R1)E

S=E

三、需用器件及單元：主機(jī)箱中的_L2V-_L10V(步進(jìn)可調(diào))直流穩(wěn)壓電源、_L15V直流

穩(wěn)壓電源、電壓表：應(yīng)變式傳感器試驗(yàn)?zāi)０濉⑼斜P、祛碼。

四、試驗(yàn)步驟：依據(jù)試驗(yàn)、二、三所得的單臂、半橋和全橋輸出時(shí)的靈敏度和非線性度,

從理論上進(jìn)行分析比較。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證闡述理由(留意：試驗(yàn)一、二、三中的放大器增益必需

相同)。試驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。

試驗(yàn)五應(yīng)變片直流全橋的應(yīng)用一電子秤試驗(yàn)

一、試驗(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)變片及其全橋測量電路。數(shù)字電子秤

試驗(yàn)原理如圖5—1。本試驗(yàn)只做放大器輸出V。試驗(yàn)，通過對電路的標(biāo)定使電路輸出的電壓

值為重量對應(yīng)值，電壓量綱（V）改為重量量綱（g）即成為一臺原始電子秤。

圖5—1數(shù)字電子稱原理框圖

三、需用器件及單元：主機(jī)箱中的±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、±15V直流

穩(wěn)壓電源、電壓表：應(yīng)變式傳感器試驗(yàn)?zāi)０?、托盤、祛碼。

四、試驗(yàn)步驟：

1、按試驗(yàn)一中的1和3步驟試驗(yàn)。

2、關(guān)閉主機(jī)箱電源，按圖3—2（應(yīng)變片全橋性能試驗(yàn)接線示意圖）示意接線，將

±2V?±10V可調(diào)電源調(diào)整到±4V檔。檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)整試驗(yàn)?zāi)０?/p>

上的橋路平衡電位器RW1,使主機(jī)箱電壓表顯示為零：

3、將10只祛碼全部置于傳感器的托盤上，調(diào)整電位器RW3（增益即滿量程調(diào)整）使數(shù)

顯表顯示為0.200V（2V檔測量）。

4、拿去托盤上的全剖跌碼，調(diào)整電位器RW4（零位調(diào)整）使數(shù)顯表顯示為0.000V。

5、重復(fù)3、4步驟的標(biāo)定過程，始終到精確為止，出電壓量綱V改為重量綱g,將陜碼

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。試驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。

試驗(yàn)六應(yīng)變片的溫度影響試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私鉁囟葘?yīng)變片測試系統(tǒng)的影響。

二、基本原理：電阻應(yīng)變片的溫度影響，主要來自兩個(gè)方面。敏感柵絲的溫度系數(shù)，應(yīng)變

柵的線膨脹系數(shù)及彈性體（或被測試件）的線膨脹系數(shù)不一樣會產(chǎn)生附加應(yīng)變。因此當(dāng)溫度

變更時(shí)，在被測體受力狀態(tài)不變時(shí)，輸出會有變更。

三、需用器件及單元：主機(jī)箱中±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、±15V直流穩(wěn)

壓電源、電壓表：應(yīng)變傳感器試驗(yàn)?zāi)０?、托盤、祛碼、加熱器（在試驗(yàn)?zāi)０迳希颜迟N在應(yīng)

變傳感器左下角底部）。

四、試驗(yàn)步驟：

1、依據(jù)試驗(yàn)三試驗(yàn)。

2、將200g硅碼放在托盤上，在數(shù)顯表上讀取記錄電壓值Uol。

3、將主機(jī)箱中直流穩(wěn)壓電源+5V、，接于試驗(yàn)?zāi)０宓募訜崞?5V、_1插孔上，數(shù)分鐘后

待數(shù)顯表電壓顯示基本穩(wěn)定后，登記讀數(shù)Uot,Uot-Uol即為溫度變更的影響。計(jì)算這一溫

度變更產(chǎn)生的相對誤差：

試驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。

試驗(yàn)七移相器、相敏檢波器試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私庖葡嗥鳌⑾嗝魴z波器的工作原理。

二、基本原理：

1、移相器工作原理：

圖7—1移相器原理圖及模板上的面板圖

構(gòu)成一階移相器(超前)，在R2=R1的條件下，可證明其幅頻特性和相頻特性分別表示為：

KFi(jo)=Vi/Vl=-(l-joR3Ci)/(l+jcoR3Cl)

KFI(W)=1

①(3)=-JI-21gl3R3cl

其中：3=2rf,f為輸入信號頻率。同理由IC-2,RI,R5,RW,C3構(gòu)成另一個(gè)一?階移相器(滯

后)，在R5=R1條件下的特性為：

KF2(jw)=Vo/Vl=-(l-jwRwC3)/(1+j3RWC3)

KF2(3)=1

CDF2(3)=-JI-2tg'coKWC3

由此可見，依據(jù)幅頻特性公式，移相前后的信號幅值相等。依據(jù)相頻特性公式，相移角度的

大小和信號頻率f及電路中阻容元件的數(shù)值有關(guān)。明顯，當(dāng)移相電位器Rw=o,上式中①：2=o,

因此①F1確定了圖7-1所示的二階移相器的初始移相角：

即①尸①同=-JI-2tg'2J1fR3cl

若調(diào)整移相電位器Rw,則相應(yīng)的移相范圍為：A①尸①FI-①F2=-2tgT2nfR3CH2tgi2〃fARwC3

已知Rs=10kQ,Ci=6800p,△Rw=10kQ,C3=0.022uF,假如輸入信號頻率f一旦確定，即

可計(jì)算出圖7-1所示二階移相器的初始移相角和移相范圍。

2、相敏檢波器工作原理：

圖7—2為相敏檢波器（開關(guān)式）原理圖及試驗(yàn)?zāi)０迳系拿姘鍒D。圖中，AC為溝通參考

電壓輸入端，DC為直流參考電壓輸入端，Vi端為檢波信號輸入端，Vo端為檢波輸出端。

相敏檢波器

圖7-2相敏檢波器原理圖及模板上的面板圖

原理圖中各元器件的作用：C5T溝通耦合電容并隔離直流；IC5T反相過零比較器，將

參考電壓正弦波轉(zhuǎn)換成矩形波（開關(guān)波+14V?-14V）；D5T二極管箝位得到合適的開關(guān)波

形V7W0V（0?-14V）；Q5T是結(jié)型場效應(yīng)管，工作在開、關(guān)狀態(tài)；IC5-2工作在倒相器、

跟隨器狀態(tài)；R5-6限流電阻起愛護(hù)集成塊作用。

關(guān)鍵點(diǎn)：Q5T是由參考電壓V7矩形波限制的開關(guān)電路。當(dāng)V7=0V時(shí)，Q5T導(dǎo)通，使

IC5-2同相輸入5端接地成為倒相器，即V3=-V1；當(dāng)V7V0V時(shí),Q5T截止（相當(dāng)于斷開也

IC5-2成為跟隨器，即V3=V1。相敏檢波器具有鑒相特性，輸出波形V3的變更由檢波信號

VI及參考電壓波形V2之間的相位確定。下圖7-3為相敏檢波器的工作時(shí)序圖。

VIVI

7

V2V2

V3

/VX

圖7-3相敏檢波器工作時(shí)序圖

三、需用器件及單元：主機(jī)箱中的±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、±15V直流

穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器；移相器/相敏檢波器/低通濾波器試驗(yàn)?zāi)０?；雙蹤示波器（自備）。

四、試驗(yàn)步驟:

（一）移相器試驗(yàn)

1、調(diào)整音頻振蕩器的幅度為最?。ǚ刃o逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)究竟），按圖7-4示意接線,

檢查接線無誤后，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)整音頻振蕩器的頻率（用示波器測量）為f=lkHz,

幅度適中（2￥WVp-pW8V）。

音頻振蕩翡主

IKHi010K?機(jī)

箱

移和器和敏檢波器低通濾波器

方

。

r蹤

加

K示

￡0波

1-Q、o

丹器

圖7-4移相器試驗(yàn)接線圖

2、正確選擇雙線（雙蹤）示波器的“觸發(fā)”方式及其它設(shè)置（提示：觸發(fā)源選擇內(nèi)觸發(fā)

CH1、水平掃描速度TIME/DIV在0.ImS?104范圍內(nèi)選擇、觸發(fā)方式選擇AUTO。垂直顯示

方式為雙蹤顯示DUAL、垂直輸入耦合方式選擇溝通耦合AC、靈敏度VOLTS/DIV在IV?5V

范圍內(nèi)選擇），調(diào)整移相器模板上的移相電位器（旋鈕），用示波器測量波形的相角變更。

3、調(diào)整移相器的移相電位器（逆時(shí)針究竟OkQ?順時(shí)針究竟10k。變更范圍），用示波

器可測定移相器的初始移相角（①F二①F1）和移相范圍△①F。

4、變更輸入信號頻率為「=9kHz,再次測試相應(yīng)的GF和△中F。測試完畢關(guān)閉主電源。

（二）相敏檢波器試驗(yàn)

1、調(diào)整音頻振蕩器的幅度為最?。ǚ刃o逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)究竟），將±2V?±10V可調(diào)

電源調(diào)整到±2V檔。按圖7—5示意接線，檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)整音頻

振蕩器頻率f=5kHz,峰峰值Vp-p=5V（用示波器測量）；結(jié)合相敏檢波器工作原理，分析視

察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系（跟隨關(guān)系，波形相同）?；鹛崾荆菏静ㄆ髟O(shè)置除及（一）

移相器試驗(yàn)2中的垂直輸入耦合方式選擇直流耦合DC外，其它設(shè)置都相同；但當(dāng)CHI、CH2

2、將相敏檢波器的DC參考電壓改接到-2V（Tout）,調(diào)整相敏檢波器的電位器鈕使示波

器顯示的兩個(gè)波形幅值相等（相敏檢波器電路已調(diào)整完畢，以后不要觸碰這個(gè)電位器鈕）,視

察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系（倒相作用，反相波形）。關(guān)閉電源。

3、按圖7—6示意圖接線，合上主機(jī)箱電源，調(diào)整移相電位器鈕（相敏檢波器電路上?

步已調(diào)好不要?jiǎng)樱?，結(jié)合相敏檢波器的工作原理，分析視察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)

系。注：一般要求相敏檢波器工作狀態(tài)Vi檢波信號及參考電壓AC相位處于同相或反相。

音頻振蕩器

i-:

IKHi=lOKHi機(jī)

箱

圖7-6相敏檢波器檢波試驗(yàn)接線示意圖

4、將相敏檢波器的AC參考電壓改接到180。，調(diào)整移相電位器，視察相敏檢波器的輸

入、輸出波形關(guān)系。關(guān)閉電源。

五、思索題：通過移相器、相敏檢波器的試驗(yàn)是否對二者的工作原理有了更深化的理解。

作出相敏檢波器的工作時(shí)序波形，能理解相敏檢波器同時(shí)具有鑒幅、鑒相特性嗎？

試驗(yàn)八應(yīng)變片溝通全橋的應(yīng)用（應(yīng)變儀）一振動(dòng)測量試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私饫脩?yīng)變溝通電橋測量振動(dòng)的原理及方法。

二、基本原理：圖8—1是應(yīng)變片測振動(dòng)的試驗(yàn)原理方塊圖。當(dāng)振動(dòng)源上的振動(dòng)臺受到F⑴

作用而振動(dòng)，使粘貼在振動(dòng)梁上的應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變信號dR/R,應(yīng)變信號dR/R由振蕩器供應(yīng)

的載波信號經(jīng)溝通電橋調(diào)制成微弱調(diào)幅波，再經(jīng)差動(dòng)放大器放大為in（t）,ui（t）經(jīng)相敏檢波

器檢波解調(diào)為U2（t）,U2（t）經(jīng)低通濾波器濾除高頻載波成分后輸出應(yīng)變片檢測到的振動(dòng)信號

U3（t）（調(diào)幅波的包絡(luò)線），U3（t）可用示波器顯示。圖中，溝通電橋就是一個(gè)調(diào)制電路，W1（RW1）.

r（R8）、W2（RW2）、C是溝通電橋的平衡調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，移相器為相敏檢波器供應(yīng)同步檢波的參考

電壓。這也是實(shí)際應(yīng)用中的動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀原理。

顯

示

電源

圖8-1應(yīng)變儀試驗(yàn)原理方塊圖

三、需用器件及單元：主機(jī)箱中的±2V?±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源、±15V直流

穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器、低頻振蕩器；應(yīng)變式傳感器試驗(yàn)?zāi)０?、移相?相敏檢波器/低通

濾波器模板、振動(dòng)源、雙蹤示波器（自備）、萬用表（自備）。

四、試驗(yàn)步驟：

1、相敏檢波器電路調(diào)試：正確選擇雙線（雙蹤）示波器的“觸發(fā)”方式及其它設(shè)置（提

示：觸發(fā)源選擇內(nèi)觸發(fā)CH1、水平掃描速度TIME/DIV在0.ImS?10肉范圍內(nèi)選擇、示發(fā)方

式選擇AUTO。垂直顯示方式為雙蹤顯示DUAL、垂直輸入耦合方式選擇直流耦合DC、靈敏

度VOLTS/DIV在IV?5V范圍內(nèi)選擇）并將光跡線居中（當(dāng)CHI、CH2輸入對地短接時(shí)）。調(diào)整

音頻振蕩器的幅度為最?。ǚ刃o逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)究竟：），將土2V?±1（）V可調(diào)電源調(diào)整到

±2V檔。按圖8—2示意接線，檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)整音頻振蕩器頻率

f=lkHz,峰峰值Vp-p=5V（用示波器測量）；調(diào)整相敏檢波器的電位器鈕使示波器顯示幅值

相等、相位相反的兩個(gè)波形（相敏檢波器電路已調(diào)整完畢，以后不要觸碰這個(gè)電位器鈕）。相

敏檢波器電路調(diào)試完畢，關(guān)閉電源。

圖8-2相敏檢波器電路調(diào)試接線示意圖

2、將主機(jī)箱上的音頻振蕩器、低頻振蕩器的幅度逆時(shí)針慢悠悠轉(zhuǎn)究竟（無輸出），再按

圖8—3示意接線（接好溝通電橋調(diào)平衡電路及系統(tǒng)，應(yīng)變傳感器試驗(yàn)?zāi)０逯械腞8、RW1、C、

RW2為溝通電橋調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)，將振動(dòng)源上的應(yīng)變輸出插座用專用連接線及應(yīng)變傳感器試驗(yàn)?zāi)?/p>

板上的應(yīng)變插座相連，因振動(dòng)梁上的四片應(yīng)變片已組成全橋，引出線為四芯線，干脆接入試

驗(yàn)?zāi)０迳弦鸭半姌蚰Ｐ拖噙B的應(yīng)變插座上。電橋模