傳感器工程實踐材料(學(xué)生用).doc

目 錄預(yù)備實驗一 溫控源及溫控儀表的操作 (1)預(yù)備實驗二 特性實驗軟件SET2003的特點及操作 (2)預(yù)備實驗三 整形電路及施密特觸發(fā)器性能實驗 (7)實驗一 熱電偶溫度特性實驗 (8)實驗二 集成溫度傳感器溫度特性實驗（設(shè)計性）(9)實驗三 熱敏電阻溫度特性實驗（設(shè)計性）(10)實驗四 霍爾傳感器位移特性實驗(10)實驗五 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗(12)實驗六 壓阻式壓力傳感器特性實驗（13）實驗七 應(yīng)變片電子稱實驗（設(shè)計性）(14)實驗八 電渦流傳感器位移特性實驗（設(shè)計性）(16)實驗九 差動變壓器傳感器位移特性實驗（17）實驗十 光電器件光電脈沖調(diào)制實驗(19)實驗十一 光電器件光音頻調(diào)制實驗（20）實驗十二 光敏電阻亮度特性實驗（20）實驗十三 光敏二極管亮度特性實驗（21）實驗十四 光敏三極管亮度特性實驗（22）實驗十五 氣敏傳感器氣體濃度測量實驗(23)實驗十六 濕度傳感器濕度測量實驗(24)實驗十七 電容傳感器位移特性實驗(25)實驗十八 光纖傳感器測量轉(zhuǎn)速實驗（27）實驗十九 光纖傳感器的位移特性實驗（設(shè)計性）(28)實驗二十 壓電傳感器振動特性實驗(29)預(yù)備實驗一 溫控源及溫控儀表的操作（一）注意事項：1）溫控儀表用于測量和顯示溫度的標準傳感器是唯一的，不能通用，這里配的是Pt100鉑熱電阻。溫度設(shè)定范圍：室溫-200，建議小于150。2）溫度設(shè)定值可在0.0-200.0之間選擇，一般實驗時設(shè)定間隔：5-20。3）在輸入信號大于量程上限時，儀表顯示-；在輸入信號小于量程下限時，儀表顯示- 。4）該儀表控制方式為位式控制或PID控制可選，一般采用PID控制。5）若控溫失常請檢查儀表參數(shù)是否被誤修改，傳感器是否失效，按鍵是否不起作用。6）實驗之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。（二）準備： 在實驗中若用本儀表控溫時需要做如下準備工作：取出Pt100熱電阻探頭插入溫度源加熱器左邊插孔內(nèi)，引線插入“標準”插座, 溫控源的“加熱方式”、“冷卻方式”開關(guān)置“儀表控制位”，打開溫度源電源開關(guān)。 （三）操作：本溫控儀表操作面板圖如下圖所示。溫控儀表在通電5秒內(nèi)PV窗和SV窗首先分別顯示輸出和輸入代碼，然后分別顯示溫度量程上限和下限值，隨后即進入工作狀態(tài)PV窗和SV窗分別顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度值和設(shè)定值。此時若想改變設(shè)定值，可按SET鍵0.5秒，SV顯示窗閃爍，按“”（向左）鍵改變設(shè)定值閃爍的位，按“”（向下）鍵使閃爍的數(shù)字減小，按“”（向上）鍵使閃爍的數(shù)字增大，再按SET鍵0.5秒確認。圖1溫控儀表操作面板圖（四）溫控源的溫度控制方法：溫控源共有三種溫度控制方法，分別如下：1 加熱方式和冷卻方式開關(guān)打到儀表控制位，則溫度由數(shù)顯表控制；2 加熱方式和冷卻方式開關(guān)打到外設(shè)控制位，并且S1、S2、S3開關(guān)全部按下時，溫控源的溫度值受計算機控制。這種情況主要是用于利用溫度傳感器來構(gòu)成溫度測控系統(tǒng)時使用，達到溫控源溫度閉環(huán)控制的目的。此時計算機測控系統(tǒng)傳感器輸入接Pt100標準熱電阻，測控輸出接冷卻電機和加熱器。3 加熱方式和冷卻方式開關(guān)打到外設(shè)控制位，并且S1、S2、S3開關(guān)全部抬起時，溫控源的溫度完全受人為控制。此時“標準傳感器”口可接電壓表，溫控儀上顯示的溫度和電壓表的示值是對應(yīng)的，如1V對應(yīng)40，5 V對應(yīng)200；“控制信號輸入”口接“模擬信號變換器”電壓輸出口，若接“I/V”輸出時，電流輸入口應(yīng)短接。整個調(diào)節(jié)過程中，“加熱指示”顯示加熱器是否工作，冷卻端短接冷卻電機工作，冷卻指示燈亮。這種方法主要用于檢查溫控源的工作是否正常。預(yù)備實驗二 特性實驗軟件Set2003的特點及操作（一）應(yīng)用軟件特點： 基于WINDOWS平臺開發(fā),GUI圖形接口界面； 多種實驗?zāi)Ｊ娇蛇x； 采樣速度從500100000次/秒可選； 通信端口可選； 實時曲線動態(tài)顯示，圖形框X坐標可根據(jù)最大量程和測量點數(shù)自動調(diào)整,Y坐標人為可調(diào)； 實驗數(shù)據(jù)、曲線的保存及調(diào)用； 具有最大非線性誤差分析、最大遲滯誤差分析、動態(tài)曲線頻率分析的功能；內(nèi)置實驗數(shù)據(jù)庫，用于保存及管理學(xué)生實驗歷史記錄。（二）軟件的運行環(huán)境和功能： 軟件運行環(huán)境為WINDOWS 9X、WINDOWS2000及WINDOWS Xp。該應(yīng)用軟件用Visual Basic 6.0語言開發(fā)，在軟件中還調(diào)用了WINDOWS提供的一些系統(tǒng)功能。 軟件提供如下主要功能： 實驗管理功能：軟件為用戶提供了友好、靈活的操作界面，實驗內(nèi)容可以根據(jù)需要由用戶進行選擇，實驗參數(shù)可自行設(shè)置。對于用戶而言，登錄后，每做完一次成功的實驗，先將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)文件，然后可以打印輸出實驗報告，并且能在實驗數(shù)據(jù)庫中生成一條實驗記錄。 實驗數(shù)據(jù)存取功能：在數(shù)據(jù)文件菜單中實現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的打開、保存、打印、另存為操作。數(shù)據(jù)保存的默認文件為當(dāng)前可執(zhí)行程序的目錄下的LSJ.dat中，當(dāng)然也可以用另存為方式保存到其它地方。數(shù)據(jù)文件的格式是特定的，當(dāng)文件被打開后，程序會自動識別文件中的文件標識符、實驗類型、實驗名稱、測量次數(shù)、被測量綱及所有的實驗數(shù)據(jù)，并自動畫出實驗曲線。 圖形功能：軟件提供了較為豐富的圖形功能，實驗過程中能顯示靜態(tài)單向、雙向、定時實驗曲線和動態(tài)實驗曲線。 顯示功能：在顯示子菜單中，用戶可以根據(jù)實驗需要和自己的習(xí)慣，設(shè)置顯示內(nèi)容，包括狀態(tài)欄、工具按鈕欄、移動欄等。（三）實驗軟件使用說明： 1、工作窗口說明： 運行程序后，進入主界面，這是工作窗口，一般操作都在該窗口下面進行。窗口最上面是標題欄，顯示軟件的圖標和“賽特SYS_2003A”, 標題欄的右面是最小化、最大化和關(guān)閉按鈕，通過它們可進行最小化、最大化和關(guān)閉操作。標題欄的下面是菜單欄，本軟件共有6個子菜單，分別是數(shù)據(jù)文件、實驗、分析、顯示、幫助和退出。菜單欄下面是窗口的主要部分，由下面幾部分組成：1）實驗數(shù)據(jù)表格：用于靜態(tài)或動態(tài)實驗數(shù)據(jù)的顯示，可以自動刷新。2）實驗數(shù)據(jù)框：顯示實驗點數(shù)、測量值、增量及最大值及當(dāng)前時間和日期。3）圖形框：用于顯示實時曲線，X軸坐標自動調(diào)整（也可以用“X軸”按鈕手動調(diào)整：選擇圖形框下面的該項，在曲線圖區(qū)域內(nèi)單擊鼠標左鍵或右鍵伸縮X軸），Y軸坐標表示測量值（mv），越限可以人為手動調(diào)整。4）單選按鈕：一排共7個，位于圖形框的下方。其中正向、歸零、反向按鈕為一組，用來選擇實時曲線的方向；清除和顯示按鈕為一組，用來清除和復(fù)現(xiàn)曲線；X軸按鈕用來伸縮X軸坐標；點擊分析按鈕，再選擇分析子菜單功能，即可進行分析操作。5）下拉式組合框：共6個，分別是實驗?zāi)Ｊ健⒉蓸铀俣?、（Y軸）量程選擇、（X軸）每格數(shù)值（表示每次采樣X軸的數(shù)值增量）、被測量綱及測量通道。6）操作提示框：用于實驗過程中的操作提示。如當(dāng)前未選擇實驗時，它會提示“請選擇實驗”。7) 操作按鈕：共3個，分別是測量、復(fù)位和示波器。8) 狀態(tài)欄：位于窗口的最下面，顯示實驗相關(guān)內(nèi)容，如：用戶編號、實驗名稱、實驗數(shù)據(jù)和記錄是否保存、日期和時間。它可以在顯示子菜單中打開或隱藏。9) 工具欄：顯示的是常用工具按鈕的圖標，包括：保存、實驗、計算器、放大、示波器、打印、幫助、退出。工具欄可以在顯示子菜單中打開或隱藏。 2、實驗操作步驟：1) 首先進入主窗口，打開實驗子菜單，選擇“實驗設(shè)置”選頂。當(dāng)出現(xiàn)實驗設(shè)置窗口后，在用戶編號文本框中輸入編號（阿拉伯?dāng)?shù)字），用戶可按照院系、屆、班、學(xué)號自行編碼輸入。然后用同樣方法輸入姓名。接下來在實驗名稱編號框中輸入實驗編號（阿拉伯?dāng)?shù)字），在實驗名稱框中輸入實驗名稱（字符型）。若為規(guī)范實驗，可以在選擇實驗列表框中選擇，單擊或拖動滾動條，再單擊列表框內(nèi)的實驗名稱，選擇將要做的實驗名稱。這時候，計算機自動在實驗編號文本框和實驗名稱文本框內(nèi)填入選中的實驗，并在實驗?zāi)Ｊ?、采樣速度、每格?shù)值、被測量綱四個文本框中顯示該實驗的參考值。單擊確認（或取消）命令按鈕，然后返回主窗口。2) 在主窗口下，打開實驗?zāi)Ｊ浇M合框，選擇實驗?zāi)Ｊ?。實驗?zāi)Ｊ接?種可選，分別是單向單步、雙向單步、定時單步和動態(tài)單幀。3) 打開采樣速度組合框，選擇采樣速度。采樣速率8檔可選，分別是100000次/秒、50000次/秒、25000次/秒、10000次/秒、5000次/秒、2500次/秒、1000次/秒、500次/秒。4) 打開（Y軸）量程選擇組合框，選擇量程。Y軸量程6檔可選，分別是10V、5V、2V、1V、500m V和100mV。5) 打開（X軸）每格數(shù)值組合框，每格數(shù)值從0.010.0可選擇。每格數(shù)值的含義為：每一次測量（X軸上一點、或一步）對應(yīng)于所做實驗中傳感器輸入物理量的大??；如測溫傳感器每次測量溫度的增量為1.5,則每格數(shù)值項選擇1.5。6) 被測量綱組合框中的選項對應(yīng)于實驗中傳感器測量的物理量量綱，即傳感器的測量值量綱（如位移傳感器的位移CM），打開該框可以選擇相應(yīng)量綱。共15項可選，還可自定義。7) 打開測量通道組合框，根據(jù)輸入選擇通道。特性軟件的計算機通訊口共設(shè)置了兩個通道，根據(jù)輸入量連線的位置，對應(yīng)選擇測量通道為“A通道”和“B通道”。8) 參數(shù)設(shè)置完成后，單擊“測量”操作按鈕，進入聯(lián)機實驗過程。9) 實驗完成后，打開數(shù)據(jù)文件子菜單，選擇文件保存，將實驗數(shù)據(jù)保存在當(dāng)前工作目錄下LSJ.DAT文件中?；蛘哂昧泶鏋榈姆椒▽?shù)據(jù)文件存放到其它磁盤。一般LSJ.DAT數(shù)據(jù)文件每次保存時都將上一次的內(nèi)容覆蓋，只能作為臨時文件，故建議用戶用另存為的方法將數(shù)據(jù)文件存放到其它磁盤。10) 打開“實驗”子菜單，選擇“實驗保存”，對實驗記錄進行保存。11) 打開“實驗”子菜單，選擇“實驗瀏覽”，在實驗數(shù)據(jù)庫中核對本次實驗記錄。若局域網(wǎng)的打印服務(wù)器已開通，或者客戶機的打印機已連接，可打開數(shù)據(jù)文件子菜單，選擇打印，這時出現(xiàn)實驗報告打印瀏覽窗口，用戶在空白處單擊鼠標右鍵，再選擇打印，即可打印實驗報告；若選擇退出，則退出當(dāng)前打印預(yù)覽界面。12) 單擊復(fù)位命令按鈕準備進行下一個實驗，或者單擊窗口右上角的關(guān)閉按鈕，退出應(yīng)用軟件后返回WINDOWS。 3、實驗記錄管理：1) 實驗記錄數(shù)據(jù)庫為ACCESS數(shù)據(jù)庫，文件名為LB.mdb，放在當(dāng)前工作目錄下（如一般保存的位置為C：Program FilesSet 2003Lb.mdb）。共有兩張表，其中實驗記錄表由下列內(nèi)容組成： 用戶編號：10位文本類型； 用戶名稱：10位文本類型； 實驗日期：8位日期類型； 實驗編號：數(shù)字整型； 實驗名稱：10位文本類型； 實驗?zāi)Ｊ剑簲?shù)字整型； 采樣速度：數(shù)字整型； 測量次數(shù)：數(shù)字整型； 每格數(shù)值：數(shù)字整型； 被測量綱：10位文本類型； 數(shù)據(jù)文件位置：40位文本類型（存放數(shù)據(jù)文件的路徑）；2) 進入實驗瀏覽，出現(xiàn)卡片式界面，每一張卡片內(nèi)顯示一張表，代表實驗記錄的一種排序方式，共有5種方式，分別是按順序、按實驗編號、按實驗名稱、按實驗日期和按用戶編號。3) 學(xué)生每做完一次實驗，先將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)文件，然后打印輸出實驗報告，并且在實驗數(shù)據(jù)庫中生成一條實驗記錄。學(xué)生可以在實驗數(shù)據(jù)庫中查看實驗記錄。 4、實驗?zāi)Ｊ剑簩嶒災(zāi)Ｊ椒譃?種，分別是單向單步、雙向單步、定時單步和動態(tài)單幀。用戶根據(jù)具體實驗內(nèi)容來選擇實驗?zāi)Ｊ健Ｍǔ?，動態(tài)單幀采樣方式采集隨時間變化的實時曲線，單向單步輸入適用于自變量單向變化的實驗，雙向單步適用于自變量正反向可變的實驗，定時單步則適合等時間間隔采樣。1）動態(tài)單幀：首先要完成動態(tài)實驗連接準備工作，接下來單擊測量命令按鈕，計算機便以預(yù)先設(shè)定的采樣速度連續(xù)采集250點數(shù)據(jù)，然后一次性繪出采樣曲線波形。圖形框中X軸坐標單向，表示時間，共250點，每一格表示一個時間單位。Y軸坐標雙向，表示實驗儀輸出的電壓信號。Y軸坐標電壓上下限可以打開（Y軸）量程選擇組合框改變，其正向的最大值為10V，負向的最大值為-10V。其正向的最小值為100mv，負向的最小值為-100mv。工作時每單擊測量命令按鈕，便顯示一條曲線。2）單向單步：用戶首先要完成單步實驗連接準備工作，然后單擊測量命令按鈕，該按鈕的文字由原先的“測量”改為“下一步”。每單擊該按鈕一次，計算機采樣250個數(shù)據(jù)求出平均值，這時數(shù)據(jù)表格內(nèi)同步顯示測量平均值，圖形框內(nèi)顯示曲線，數(shù)據(jù)框內(nèi)顯示實驗點數(shù)、測量值、增量及最大值。聯(lián)機實驗中，每改變一次傳感器的輸入，單擊“下一步”命令按鈕一次，重復(fù)實驗步驟直到實驗過程結(jié)束。實驗結(jié)束后，圖形框內(nèi)顯示一條傳感器的特性曲線。在圖形框中，X軸坐標單向，實驗開始為100點，每一點表示一個X單位值，其量綱也由用戶設(shè)定。Y軸坐標雙向，表示實驗儀輸出的電壓信號均值。Y軸坐標電壓上下限可以打開（Y軸）量程選擇組合框改變。3）雙向單步：基本和單向方式相同，與單向有所區(qū)別的是坐標原點位于圖形框中央，X軸有正有負。通過用戶選擇正向或反向按鈕測量，計算機可以判斷測量值的X方向。當(dāng)選定雙向單步采樣時，X方向初始默認為正向。正向采樣時，圖形框右側(cè)顯示出一個正向動態(tài)箭頭，X為正向遞增。當(dāng)單擊按下歸零按鈕后，X回歸坐標原點。當(dāng)單擊反向按鈕時，圖形框左側(cè)顯示出一個反向動態(tài)箭頭，X為反向遞增。在雙向單步實驗過程中，當(dāng)X正向變化，實驗儀正電壓，則實驗曲線畫在坐標系的第1象限，實驗儀輸出負電壓，則實驗曲線畫在坐標系的第4象限。而當(dāng)X反向變化，實驗儀輸出正電壓，則實驗曲線畫在坐標系的第2象限，實驗儀輸出負電壓，則實驗曲線畫在坐標系的第3象限。實驗操作時，用戶一般先做正向輸入變化的實驗，每做完一步，便單擊測量命令按鈕，系統(tǒng)便自動繪出連結(jié)各采樣點的實驗曲線，并在數(shù)據(jù)框中同步顯示測量值、增量及最大值。當(dāng)正向輸入變化實驗結(jié)束，用戶單擊歸零命令按鈕，則X回歸坐標原點，然后進行逆向操作。若用戶做的是回差實驗，則采樣點不應(yīng)歸零。4）定時采樣：進入該模式，屏幕顯示的工作畫面與單向單步輸入基本相同。與單向輸入有所區(qū)別的是，操作時用戶不需要單擊命令按鈕，由系統(tǒng)定時采集數(shù)據(jù)。當(dāng)然，用戶完全可以用暫停和繼續(xù)命令按鈕控制實驗進程。5、分析： 1）單擊分析單選按鈕，選擇分析子菜單中選項，包括：最大非線性誤差、最大遲滯誤差、動態(tài)曲線頻率，進入分析狀態(tài)。 2）非線性誤差分析：軟件能對圖形框中的部分曲線分段進行非線性誤差分析。用戶單擊分析按鈕進入分析狀態(tài)后，應(yīng)先在圖形框中曲線上單擊左鍵選擇分析線段的起點，然后單擊右鍵選擇分析線段的終點，軟件自動在起點和終點之間用直線段連接，求出最大非線性誤差，顯示在提示框內(nèi)。由于軟件能進行線性分段及重復(fù)分析，對于那些需要分段進行非線性誤差補償?shù)脑O(shè)計場合，該軟件提供了極大的方便。 3）最大遲滯誤差分析：操作同上，軟件能自動在選擇的起點和終點之間求出最大遲滯誤差并顯示在提示框內(nèi)。應(yīng)在雙向單步操作模式下進行。 4）動態(tài)曲線頻率分析：用戶選中一個完整的周期波形（一般取峰峰點），單擊左鍵選擇波形起點，單擊右鍵選擇波形終點，軟件自動計算并顯示動態(tài)曲線的頻率。 6、虛擬示波器： 單擊主窗口的示波器命令按鈕，出現(xiàn)虛擬示波器窗口，由下面幾部分組成： 1) 圖形框：用于顯示波形； 2) 滾動條：共兩組，位于圖形框右方，用于分別調(diào)整A、B通道的波形位置； 3) 指示燈：運行時用于顯示通信狀態(tài)； 4 )下拉式組合框：共8個，分別是通訊端口、X軸（每格）值（與系統(tǒng)采樣速度對應(yīng)）、X軸擴展、Y軸（每格）值、觸發(fā)方式、觸發(fā)電平、通道選擇及光點大小。 5 ) 命令按鈕：共3個，分別是運行、停止和關(guān)閉。7、工具按鈕欄： 為方便用戶，軟件提供了工具按鈕欄，有如下工具按鈕： 1) 數(shù)據(jù)文件保存按鈕； 2) 實驗按鈕：單擊顯示實驗設(shè)置對話框； 3) 計算器按鈕； 4 )放大按鈕； 5 )虛擬示波器按鈕：單擊顯示示波器界面； 6) 打印按鈕：單擊顯示實驗報告預(yù)覽界面；在空白處單擊鼠標右鍵可選擇打印或退出。7) 幫助按鈕；8）退出按鈕； 8、退出應(yīng)用軟件： 方法一：選擇數(shù)據(jù)文件菜單中的退出子菜單； 方法二：單擊主窗口右上方的關(guān)閉按鈕； 方法三：單擊工具欄的退出按鈕。預(yù)備實驗三 整形電路及施密特觸發(fā)器性能實驗一、實驗?zāi)康模赫坞娐芳笆┟芴赜|發(fā)器在傳感器振動頻率測量電路里很常見，往往將不規(guī)則的傳感器動態(tài)測量信號，變成有規(guī)則的方波，以便儀表和計算機采集。通過實驗了解該電路的作用，可以為相關(guān)的實驗打好基礎(chǔ)。二、基本原理：振動源可以輸出1-30HZ頻率和幅值連續(xù)可調(diào)的低頻信號，把這個輸出信號看成是一個不規(guī)則的傳感器動態(tài)測量信號送入比較器，當(dāng)信號電平高于比較器閥值時比較器輸出高電平，當(dāng)信號電平低于比較器閥值時比較器輸出復(fù)位，所以比較器的功能是：可以把一個不規(guī)則的信號變成只有高低電平的方波。這個方波信號通過施密特觸發(fā)器整形，輸出成為具有良好上、下降沿的標準方波，就可以被后繼電路設(shè)備識別和顯示。三、需用器件與單元：整形電路、振動源、特性軟件SET2003中的虛擬示波器四、注意事項：1） 振動源低頻信號輸出頻率約1HZ30HZ，幅度約20Vp-p。2） 振動梁的固有諧振頻率約8HZ10HZ，實驗時應(yīng)避開該頻率段。3） 調(diào)節(jié)振動源的幅度調(diào)節(jié)旋鈕振動梁會產(chǎn)生振動，不要使振動梁的振動幅度太大。4） 實驗之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。五、實驗步驟：1） 將振動源的“頻率輸出fo”用軟線接入整形電路輸入端，打開整形電路電源。2） 將整形電路的輸入和輸出分別用軟線接到計算機通訊口的CH1和CH2上；計算機通訊線接特性口，打開計算機通訊口電源。3） 啟動計算機，在桌面上雙擊SET2003圖標進入特性軟件操作界面；在界面上右下角單擊示波器按鈕，進入示波器界面；在界面中的通道選擇下拉框中選擇雙通道，按下界面上的運行按鈕，觀察示波器中整形電路輸入端、輸出端信號波形。4） 調(diào)節(jié)低頻信號的幅度旋鈕置中間偏左位，從低到高調(diào)節(jié)低頻信號頻率旋鈕，對兩路信號的幅度及頻率作比較。5） 將振動源的頻率調(diào)節(jié)旋鈕置中間位置，調(diào)節(jié)振動源的幅度旋鈕，觀察示波器上兩路信號波形的變化有什么特點。6） 將計算機通訊口的CH1和CH2分別用軟線連到比較器的輸入和輸出端，同第3步操作，在示波器界面上觀察這兩個信號波形的關(guān)系。六、 習(xí)題：1） 畫出比較器輸入輸出端信號的波型，分析它們之間的關(guān)系。2） 畫出整形電路輸入輸出端的波型，分析它們之間的關(guān)系。3） 當(dāng)保持振動源的幅度一定而頻率變化時整形電路的輸入輸出信號波形的變化有什么特點？4） 當(dāng)保持振動源的頻率一定而幅度變化時，整形電路的輸入輸出信號波形的變化有什么特點？為什么？實驗一 熱電偶溫度特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私鉄犭娕驾敵鲭妷汉蜏囟戎g關(guān)系的特性。二、基本原理：熱電偶是利用熱電效應(yīng)的原理制成的一種溫差測量傳感器，置于被測溫度場的接點稱為工作端，另一接點稱為冷端(也稱自由端)，冷端可以是室溫值也可以是經(jīng)過補償后的0、25的模擬溫度場。三、需用器件與單元：通用放大器（）、E型熱電偶、溫度源、Pt100熱電阻及溫度控制儀表、數(shù)顯電壓表。四、注意事項：1數(shù)顯電壓表分辨率為：1/1999，即：0.5/1000，并存在“1”個字的量化誤差在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動屬正?，F(xiàn)象。2通用放大器()調(diào)零時數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。3實驗中其他單元的電源應(yīng)關(guān)閉，否則有干擾。4溫度源具有升溫快、降溫慢的特點，所以在取初始設(shè)定值時，應(yīng)比PV值略高。5插傳感器接頭時注意對正小方形口。五、實驗步驟：1 將通用放大器（）單元的輸出V0用軟線連到數(shù)顯電壓表上。將S6開關(guān)抬起，使電路輸出處于用戶測量狀態(tài)，打開通用放大器()單元電源。溫控源電源應(yīng)先關(guān)閉。2 傳感器實踐臺的溫度插座“標準”接Pt100熱電阻，熱電偶插座接E型熱電偶。插入時3 通用放大器 ()的S4開關(guān)置熱電偶檔。先不要把熱電偶傳感器的探頭插入溫度源的插口（即先不加溫），抬起S14開關(guān)（此時電路輸出為第一級放大器輸出），將Rw1（放大器第一級增益）， Rw3（放大器第二級增益）順時調(diào)至最大，調(diào)Rw2（放大器第一級調(diào)零）使第一級儀表專用放大器輸出Vo3為零。壓下S14開關(guān)（此時電路輸出為第二級放大器輸出），調(diào)Rw4（放大器第二級調(diào)零）使Vo4（Vo）為零。4 打開溫控源電源開關(guān)，加熱和冷卻方式置儀表控制位。按“預(yù)備實驗一”設(shè)定好初始溫度值，建議設(shè)定值為室溫略高，如25。5 將熱電偶探頭插到溫度源加熱器右邊插孔中給傳感器加溫，開始熱電偶特性實驗。整個實驗過程Rw1、Rw2、Rw4不要動。溫度控制儀表在溫度控制過程中，可見加熱或冷卻指示燈閃爍，待溫控儀指示的溫度穩(wěn)定在設(shè)定值附近變化后，記錄下電壓表讀數(shù)值。6 重新設(shè)定溫度值為25+nt，建議t=5，n=110，每隔1n讀出數(shù)顯電壓表指示值與溫控儀指示的溫度PV值，并填入表1。表1：（注意實驗要記錄溫控數(shù)顯表的PV值和電壓表值）T（）V（mV）六、習(xí)題：1 根據(jù)表1計算非線性誤差，靈敏度S。2 畫出熱電偶的溫度電壓值特性曲線。實驗二 集成溫度傳感器溫度特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私饧蓽囟葌鞲衅鬏敵鲭妷汉蜏囟戎g關(guān)系的特性。二、基本原理： 集成溫度傳感器是將溫敏晶體管與相應(yīng)的電路集成在同一芯片上，它能直接給出正比于絕對溫度的理想線性輸出信號，一般用于-5+150之間的溫度測量。溫敏晶體管是利用集電極電流恒定時，晶體管的基極發(fā)射極電壓（Ube）與溫度成線性關(guān)系這一原理。集成溫度傳感器有電壓型和電流型兩種，電壓型集成溫度傳感器在一定溫度下，它相當(dāng)于一個恒壓源，因此它不易受外接電阻的影響，具有良好的線性特性。本實驗采用的是Lm35電壓型集成溫度傳感器。它只需要單電源（+4V-+30V）供電，即可實現(xiàn)溫度到電壓的線性變換，然后在終端使用一只取樣電阻即可調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。三、需用器件與單元：通用放大器（）、溫度源、Pt100熱電阻及溫度控制儀表、集成溫度傳感器、數(shù)顯電壓表。四、注意事項：1）數(shù)顯電壓表分辨率為：1/1999，即：0.5/1000，并存在“1”個字的量化誤差在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動屬正?，F(xiàn)象。2）通用放大器（)調(diào)零時數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。3）實驗中其他單元的電源應(yīng)關(guān)閉，否則有干擾。4）溫度源具有升溫快、降溫慢的特點，所以在取初始設(shè)定值時，應(yīng)比PV值略高。5）插傳感器接頭時注意對正小方形口。五、實驗步驟： 參照熱電偶的溫度特性實驗設(shè)計本實驗的過程，測量8至10組實驗數(shù)據(jù)，自擬實驗步驟和實驗記錄表，完成實驗報告。六、習(xí)題：1根據(jù)實驗記錄畫出傳感器的電壓溫度特性曲線。2計算傳感器的非線性誤差，靈敏度S。實驗三熱敏電阻溫度特性實驗 一、實驗?zāi)康模毫私鉄崦綦娮鑲鞲衅鬏敵鲭妷汉蜏囟戎g關(guān)系的特性。 二、基本原理：熱敏電阻用于測溫是利用了半導(dǎo)體電阻率隨溫度變化這一特性，對于熱敏電阻要求其材料電阻溫度系數(shù)大、穩(wěn)定性好、電阻率高，電阻與溫度之間最好有線性關(guān)系。熱敏電阻采用二線或三線連接法，其中一端接二根引線(三線連接法)，主要為了消除引線電阻對測量的影響。三、需用器件與單元：通用放大器（）、溫度源、Pt100熱電阻及溫度控制儀表、熱敏電阻。四、注意事項：1）數(shù)顯電壓表分辨率為：1/1999，即：0.5/1000，并存在“1”個字的量化誤差，在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動屬正?，F(xiàn)象。2）通用放大器()調(diào)零時數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步逐步減小。3）實驗中其他單元的電源應(yīng)關(guān)閉，否則有干擾。4）溫度源具有升溫快、降溫慢的特點，所以在取初始設(shè)定值時，應(yīng)比PV值略高。5）插傳感器接頭時注意對正小方形口。五、實驗步驟： 參照熱電偶的溫度特性實驗設(shè)計本實驗的過程，測量8至10組實驗數(shù)據(jù)，自擬實驗步驟和實驗記錄表，完成實驗報告。六、習(xí)題：1根據(jù)實驗記錄畫出傳感器的電壓溫度特性曲線。2計算非線性誤差，靈敏度S。實驗四 霍爾傳感器位移特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私饣魻柺轿灰苽鞲衅鬏敵鲭妷汉捅粶y位移之間關(guān)系的特性與應(yīng)用。二、基本原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢U=KIB，保持K、I不變，若霍爾元件在梯度磁場B中運動，且B是線性均勻變化的，則霍爾電勢U也將線性均勻變化，這樣就可以進行位移測量。三、需用器件與單元：直線位移執(zhí)行器、線性霍爾位移傳感器、通用放大器（）、磁鋼、測微頭、數(shù)顯電壓表。四、注意事項：1) 霍爾式位移傳感器是磁敏器件，受磁場的影響較大，每只傳感器都有特定的位移特性且可能是唯一的。2) 通用放大器()調(diào)零時，數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。3) 測微頭的讀數(shù)和實際位移之間的關(guān)系為：實際位移=20mm-測微頭讀數(shù)。記錄實驗結(jié)果時填實際位移值。4) 測微頭要正確讀數(shù)，避免機械間隙誤差。測微頭分辨力為0.01mm。5) 實驗之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。6）插傳感器接頭和計算機通訊線時注意對正小方形口。7）記錄實驗數(shù)據(jù)時應(yīng)反復(fù)測量幾次取平均值作為結(jié)果，以得到更為準確的實驗數(shù)據(jù)。五、實驗步驟：（一）采用電壓表讀數(shù)：1) 在直線位移執(zhí)行器圓盤右邊靠外邊的支架安裝上測微頭。測微頭刻度旋在20mm處，并輕輕頂住直線位移執(zhí)行器圓盤（使執(zhí)行器為零位移），擰緊測量架頂部的固定鏍釘。2) 在直線位移執(zhí)行器圓盤上的小圓片上吸附一圓形磁鋼，紅點向外。3) 將霍爾傳感器安裝在直線位移執(zhí)行器右邊靠里邊的支架上，霍爾傳感器引線插入實踐臺面上的 “霍爾”插座中,探頭對準并頂住小圓片上的圓形磁鋼，擰緊測量架頂部的固定鏍釘。4) 抬起通用放大器()S7開關(guān)，S5開關(guān)置霍爾位移傳感器位，通用放大器()的輸出接數(shù)顯電壓表，打開通用放大器()電源。5) 通用放大器()調(diào)零：Rw1、Rw3順時調(diào)至最大，抬起S15開關(guān)調(diào)節(jié)Rw2使第一級儀表專用放大器輸出Vo3為零。壓下S15開關(guān)接入第二級反相放大器, 調(diào)Rw4使Vo4（Vo）為零。6) 用手向左推直線位移執(zhí)行器圓盤，直到圓盤不能移動，此時調(diào)節(jié)Rw3至電壓表示值Vo4（Vo）約5V，整個過程Rw1、Rw2、Rw4不要動。調(diào)節(jié)完成后，松開直線位移執(zhí)行器圓盤，使它復(fù)位。注意：此過程中要始終使傳感器探頭對準磁鋼。7) 向里旋轉(zhuǎn)測微頭，每轉(zhuǎn)動0.5mm（測微頭旋轉(zhuǎn)一圈）記下數(shù)字電壓表讀數(shù)，直到數(shù)字電壓表讀數(shù)不變，并填入表2中。表2：X（cm）V（v） （二）用特性實驗軟件SET2003操作：1. 實驗步驟同前（一）中1）至6）。2. 通用放大器()的輸出用軟線接到計算機通迅口CH1或CH2，計算機通信線接到特性插口，打開計算機通訊口電源。3. 啟動計算機，在桌面上雙擊SET2003圖標進入特性軟件操作界面。進行實驗設(shè)置（實驗?zāi)Ｊ竭x擇單向單步；每格數(shù)值選擇0.5；被測量綱選擇mm）。其中對應(yīng)信號接到計算機通迅口CH1或CH2，選擇測量通道為A或B。4. 向里旋轉(zhuǎn)測微頭，每轉(zhuǎn)動0.5mm按一次操作界面上的測量按鈕，界面上曲線框中各個測量點被自動連成一條平滑的曲線，界面上同時顯示當(dāng)前的測量電壓值。操作者可以把實際位移和界面上顯示的電壓值記錄在表2中。六、習(xí)題：1根據(jù)表4作出V-X之間關(guān)系的特性曲線。2計算特性曲線的（1）線性起點X0；(2) 線性范圍；(3)靈敏度S和非線性誤差。 實驗五 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗一、實驗?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。二、基本原理：利用0-5V連續(xù)可調(diào)的電壓信號控制轉(zhuǎn)速電機運動，用霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器檢測轉(zhuǎn)速并把轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變成脈沖信號輸出給轉(zhuǎn)速表，顯示電機的實際轉(zhuǎn)速。實踐臺的轉(zhuǎn)速電機圓盤上裝了12只磁鋼，在這些磁鋼的上方安裝了一支霍爾轉(zhuǎn)速傳感器。根據(jù)霍爾效應(yīng)表達式：U=KIB, 若K、I不變時，圓盤每轉(zhuǎn)一周經(jīng)過霍爾傳感器探頭表面的磁場B從無到有就變化12次，霍爾電勢也從無到有變化12次，相當(dāng)于此傳感器有12個脈沖信號輸出?；魻栯妱萃ㄟ^放大、整形和計數(shù)電路輸出成為和電機轉(zhuǎn)速成正比的脈沖量，就可以測量被測電機的轉(zhuǎn)速。三、需用器件與單元：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器及信號轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)速電機、模擬信號變換器、頻率/轉(zhuǎn)速表四、注意事項：1）轉(zhuǎn)速電機采用普通直流軸流風(fēng)機，在電壓恒定時轉(zhuǎn)速不一定穩(wěn)定，所以本實驗只能是定性實驗。2）轉(zhuǎn)速電機啟動電壓為2.5V左右，它的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在2400轉(zhuǎn)/分左右。3）頻率/轉(zhuǎn)速表分辨率5轉(zhuǎn)/分，它的轉(zhuǎn)速檔內(nèi)部已設(shè)置為每12個脈沖為一轉(zhuǎn)，不能改變。4）實驗之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。五、實驗步驟：1、如下圖為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖。將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器裝于轉(zhuǎn)動源的傳感器調(diào)節(jié)支架上，探頭對準轉(zhuǎn)盤表面的磁鋼，并距磁鋼約23mm，引線插入轉(zhuǎn)速傳感器插座。2、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出（實踐臺面上的信號輸出fo）端用軟線接到轉(zhuǎn)速/頻率表，轉(zhuǎn)速/頻率表置轉(zhuǎn)速檔。3、將模擬信號變換器V/V單元的輸出用軟線分別接到轉(zhuǎn)速電機前“外控輸入”端和數(shù)顯電壓表，抬起S16開關(guān)，打開模擬信號變換器電源。圖 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖4、調(diào)節(jié)模擬信號變換器V/V單元電位器，使電壓表示值從1V開始逐步增加，使每次電壓表的示值增加為0.5V，待電機轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定后記錄該點的電壓表示值和轉(zhuǎn)速表示值（若示值不穩(wěn)定時可計算此時的平均值后記錄），并將數(shù)據(jù)記錄在表3中。表3：轉(zhuǎn)速電機輸入控制電壓和傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號之間關(guān)系表f（轉(zhuǎn)/分）V（v）六、習(xí)題：1、分析霍爾傳感器為什么能夠測量轉(zhuǎn)速。2、根據(jù)實驗記錄畫出轉(zhuǎn)速電機輸入控制電壓和傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號之間關(guān)系的曲線，分析轉(zhuǎn)速電機恒壓控制的特點。實驗六 壓阻式壓力傳感器特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私鈹U散硅壓阻式壓力傳感器輸出電壓和壓力之間關(guān)系的特性。二、基本原理：擴散硅壓阻式壓力傳感器的工作原理是在單晶硅的基片上擴散出P型或N型電阻條并接成電橋，在壓力作用下，基片產(chǎn)生應(yīng)力，根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，電阻條的電阻率會產(chǎn)生很大變化而引起電阻值的變化，把這一變化量引入測量電路，則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。三、需用器件與單元：壓力源(在主控箱內(nèi)，包括空壓機、數(shù)顯壓力表、流量計等)、壓阻式壓力傳感器、通用放大器（）、氣源連接導(dǎo)管、數(shù)顯電壓表。四、注意事項：1） 壓阻式壓力傳感器采用差壓式，有兩只氣咀一只為高壓咀（H），另一只為低壓咀（L）。使用時高壓咀（H）接壓力輸入，低壓咀（L）接大氣，最大壓力輸入為30Kpa。流量計上的調(diào)節(jié)旋鈕一般不要動，否則會影響壓力輸出。2）電壓表分辨率為1/1999，即0.5/1000，并存在“1”個字的量化誤差，在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動屬正常現(xiàn)象。3）通用放大器()調(diào)零時數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。4）因壓力源有時輸出壓力不穩(wěn)定，所以用SET2003軟件操作時，計算機自動畫出的特性曲線不一定準確。5）插計算機通訊線時注意對正小方形口。6）實驗之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。五、實驗步驟：（一）采用電壓表讀數(shù)：1、通用放大器（）的S5開關(guān)置差壓傳感器檔，S7開關(guān)抬起，輸出電壓V0用軟線連至電壓表，打開通用放大器（）電源。2、放大器調(diào)零：先不要給傳感器加壓（壓力傳感器的高壓咀通大氣），將通用放大器（）Rw1、Rw3順時調(diào)至調(diào)最大，抬起S15開關(guān)，調(diào)Rw2使第一級儀表專用放大器輸出Vo3為零；壓下S15開關(guān)接入第二級反相放大器, 調(diào)Rw4使Vo4（Vo）為零。3、壓力源功率“控制方式”開關(guān)置“手動”位，（空壓機、流量計之間的氣管在內(nèi)部已接好），打開壓力源電源開關(guān)。4、將硬氣管一端插入壓力源面板上的氣源快速插座中(注意：管子拉出時請用手按住氣源插座邊緣往內(nèi)壓，則硬管可輕松拉出)，軟導(dǎo)管一端與壓力傳感器高壓咀（H）接通。5、調(diào)壓力傳感器的上限輸出值：調(diào)壓力源功率控制方式手動電位器至壓力表顯示30 kpa，此時調(diào)通用放大器（）RW3使電壓表顯示值為5V左右，整個過程電位器Rw1、Rw2、Rw4不要動。（若此時壓力源輸出壓力不能穩(wěn)定在30 kpa，可比30 kpa略高，調(diào)RW3使電壓表示值在5V左右。）6、調(diào)小壓力源功率控制方式手動電位器，至壓力表顯示5kpa，記下電壓表讀數(shù)，逐步調(diào)大壓力，每隔5Kpa記錄一次壓力表和電壓表示值，填入表4中。若壓力源輸出壓力不能完全穩(wěn)定在期望設(shè)定值，可使它穩(wěn)定在一個接近值，同時在表4中記錄該實際壓力值。實驗過程中可以觀察到流量計的浮子懸在中間位置，說明壓力源供氣正常。表4：壓力(kpa)51015202530電壓（mv） （二）采用特性軟件SET2003操作：1、操作步驟同（一）中1至5步。2、通用放大器（）的輸出用軟件連至計算機通訊口的CH1或CH2，計算機通信線接到特性插口，打開計算機通訊口電源。3、啟動計算機，在桌面上雙擊SET2003圖標進入特性軟件操作界面。進行實驗設(shè)置（實驗?zāi)Ｊ竭x擇單向單步；每格數(shù)值選擇5；被測量綱選擇壓力kpa）。其中對應(yīng)信號接到計算機通迅口CH1或CH2，選擇測量通道為A或B。4、調(diào)節(jié)壓力源功率控制方式手動電位器，至壓力表顯示5kpa，按一次操作界面上的測量按鈕，并且每次調(diào)節(jié)電位器至壓力表顯示增加5kpa就按一次測量按鈕，在界面上曲線框中各個測量點被自動連成一條平滑的曲線，界面上同時顯示當(dāng)前的測量電壓值。操作者可以把實際壓力和界面上顯示的電壓值記錄在表4中。六、習(xí)題：1作出壓力傳感器VP關(guān)系的特性曲線。2根據(jù)特性曲線計算壓力傳感器的靈敏度S和非線性誤差。實驗七 應(yīng)變片電子秤實驗一、實驗?zāi)康模和ㄟ^該實驗熟悉應(yīng)變片及測量電路的原理；學(xué)習(xí)用應(yīng)變片及其測量電路來構(gòu)成稱重電子秤的設(shè)計方法；學(xué)習(xí)稱重系統(tǒng)的定標方法及放大器的調(diào)零方法。二、實驗原理：我們平時所見到的電子秤有托盤和重量顯示裝置及核心數(shù)據(jù)處理電路，在傳感器工程實踐臺上為本實驗提供的可用裝置有托盤、四孔懸臂梁（帶四片應(yīng)變片）、測量電橋、通用放大器、電壓表，因為應(yīng)變片信號經(jīng)電橋、放大器后仍為模擬量，所以可以考慮用電壓表的示值代替重量示值顯示。電阻應(yīng)變式傳感器原理：該傳感器是由電阻應(yīng)變片和測量電路兩部分組成。電阻應(yīng)變片將被測試件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成電阻變化，測量電路則將該電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，再通過顯示單元就可以顯示被測力的大小了。電阻應(yīng)變片測力的基本原理是依靠電阻應(yīng)變效應(yīng)，即當(dāng)應(yīng)變片在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化的效應(yīng)。描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為R/R=K。式中R/R為電阻絲的電阻相對變化值，K為應(yīng)變靈敏系數(shù)，=L/L為電阻絲長度相對變化值。應(yīng)變片的測量電路為電橋電路，按照電橋四臂中應(yīng)變片的接入數(shù)量多少又可分為全橋測量電路、半橋測量電路和單臂電橋測量電路。本實驗所用的應(yīng)變片為金屬箔式應(yīng)變片，它是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，用它來把被測部位的受力大小轉(zhuǎn)換成電阻值變化，通過電橋完成電阻到電壓的比例變化。電橋輸出信號進一步通過通用放大器放大為實驗可用的信號。如果電橋的四臂均接入應(yīng)變片所構(gòu)成的就是全橋測量電路，在全橋測量電路中，將受力狀態(tài)相同的兩片應(yīng)變片接入電橋?qū)?，不同的接入鄰邊，實踐臺所提供的應(yīng)變片初始阻值是R1=R2=R3=R4，當(dāng)其變化值R1=R2=R3=R4時，全橋電路輸出電壓U01=KE（E為電橋供電電壓）。如應(yīng)變式傳感器安裝示意圖所示，四片應(yīng)變片分別安裝在四孔懸臂梁的上下兩側(cè)，當(dāng)托盤內(nèi)加砝碼后，上面的兩片受拉，下面的兩片受壓，把這四片應(yīng)變片按受力狀態(tài)對應(yīng)接入電橋電路中，電路的輸出就可反映出應(yīng)變片所受外力的大?。来a的重量）。三、 實驗說明：1本實驗核心部分是如何用應(yīng)變片和測量電路構(gòu)成稱重用電子秤的設(shè)計，根據(jù)上述的實驗原理分析可以看到，應(yīng)變片和電橋構(gòu)成的測量系統(tǒng)輸出電壓可以反映應(yīng)變片所受外力的大小，學(xué)生在實驗過程中將電橋的輸出放大并合理的調(diào)整，通過電壓表顯示的電壓值應(yīng)該可以反映托盤中砝碼的質(zhì)量（與應(yīng)變式傳感器所受外力的大小成正比）。圖 應(yīng)變式傳感器安裝示意圖2在進行本實驗的時候要對應(yīng)變傳感器的輸出進行合理的定標。如：我們可以認為托盤不加砝碼的時候（零負載）為電子秤的稱重下限，當(dāng)托盤中加十個砝碼的時候為電子秤的稱重上限，在這兩點上電子秤的顯示（電壓表的示值）應(yīng)分別為電子秤的上下限值。若此兩點的值不正確，可通過調(diào)整電橋平衡、通用放大器的零點和增益來實現(xiàn)，具體可參考有關(guān)實驗的通用放大器調(diào)整方法。3本實驗所用的應(yīng)變式傳感器的線性特性在實踐臺內(nèi)部已經(jīng)調(diào)整好，學(xué)生在定標時只要使上下限和期望的輸出值對應(yīng)即可。4在本實驗中電壓表作為電子秤的顯示表頭，它的輸出量單位可以看成質(zhì)量單位克（g），實際是電壓的單位伏（V）或毫伏（mV）。5電子秤最大量程500g，砝碼在拿取時一定要輕拿輕放，以免過大外力的沖擊損壞傳感器。實驗結(jié)束后，要把砝碼從托盤中取下，以免長期的外力作用影響應(yīng)變片的性能。6實驗中所提供的每個砝碼質(zhì)量約為20克，學(xué)生在用十個砝碼對電子秤定標的時候可以把上下限定標在0克和200克。7實驗之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。四、設(shè)計任務(wù)和實驗內(nèi)容：1利用實踐臺的儀器設(shè)備（四孔懸臂梁、托盤、電橋、放大器、電壓表）設(shè)計一臺電子秤。電橋最好采用全橋接法。2利用十個砝碼（每個約20克）定標電子秤，即使電子秤在零負載和加滿十個砝碼時秤的表頭的顯示為秤的實際稱重值。3逐一往托盤上加砝碼，記錄秤表頭的示值；當(dāng)加滿十個砝碼后再逐一的減砝碼，記錄秤表頭的示值。4將實驗記錄和理想值比較，評價電子秤的精度，分析誤差來源。5把電橋分別接成單臂電橋和半橋，只調(diào)節(jié)電橋平衡電位器使電子秤零負載時秤表頭示值為零，同第3步操作，逐一的向托盤上加砝碼，再減砝碼記錄秤表頭的示值，并把記錄結(jié)果和全橋接法時的結(jié)果比較，分析原因。6完成實驗報告。實驗八 電渦流傳感器位移特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器輸出電壓和被測位移之間關(guān)系的特性與應(yīng)用。二、基本原理：通以高頻電流的線圈會產(chǎn)生高頻磁場，當(dāng)有導(dǎo)體接近該磁場時，會在導(dǎo)體表面產(chǎn)生渦流效應(yīng)，而渦流效應(yīng)的強弱與該導(dǎo)體與線圈的距離有關(guān)，因此通過檢測渦流效應(yīng)的強弱即可以進行導(dǎo)體與線圈間的位移測量。三、需用器件與單元：電渦流傳感器、直線位移執(zhí)行器、被測導(dǎo)體、測微頭、電渦流傳感器測量系統(tǒng)、數(shù)顯電壓表四、注意事項：1）渦流效應(yīng)的強弱和被測導(dǎo)體的材料有很大關(guān)系，這里被測導(dǎo)體的材料是45號鋼。探頭安裝的時候要對準并輕輕頂住直線位移執(zhí)行器圓盤上的小圓片（45號鋼）。2）受被測導(dǎo)體材料的影響，每只電渦流傳感器都有特定的位移特性，位移特性唯一。3) 電壓表分辨率為1/1999，即0.5/1000，并存在“1”個字的量化誤差，在系統(tǒng)精度范圍外的數(shù)字跳動屬正?，F(xiàn)象。4）實驗過程中數(shù)顯電壓表需從20V檔逐步減小。5) 實驗之前應(yīng)關(guān)閉所有未用單元的電源，避免干擾。6）測微頭的讀數(shù)和實際位移之間的關(guān)系為：實際位移=20mm-測微頭讀數(shù)，記錄實驗結(jié)果時填實際位移值。7）測微頭要正確讀數(shù)，避免機械間隙誤差，測微頭分辨力為0.01mm。8）插傳感器接頭和計算機通訊線時注意對正小方形口。9）記錄實驗數(shù)據(jù)時應(yīng)反復(fù)測量幾次取平均值作為結(jié)果，以得到更為準確的實驗數(shù)據(jù)。10）實驗之前應(yīng)調(diào)整位移執(zhí)行器的全量程輸出在5V左右，電渦流傳感器測量系統(tǒng)面板上的Rw1應(yīng)調(diào)至盡量大。五、實驗步驟：實驗過程可參照霍爾傳感器位移特性實驗，可采用電壓表讀數(shù)或特性軟件實驗兩種方法，實驗步驟、實驗表格自擬，位移每增加0.5mm記錄一次實驗數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)基本不變時停止記錄。六、習(xí)題：1根據(jù)實驗記錄作出V-X之間關(guān)系的特性曲線。2計算特性曲線的（1）線性起點X0；(2) 線性范圍；(3)靈敏度S和非線性誤差。 實驗九 差動變壓器傳感器位移特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私獠顒幼儔浩鬏敵鲭妷汉捅粶y位移之間關(guān)系的特性與應(yīng)用。二、基本原理：差動變壓器由一只初級線圈和二只次級線圈及一個鐵芯組成，根據(jù)內(nèi)外層排