CSY-9XX型傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)指南

CSY 9XX 浙江省優(yōu)秀科技成果獎(jiǎng) “世行 ” 浙 江 大 學(xué) 浙江高聯(lián)科技開(kāi)發(fā)有限公司 杭州高聯(lián)信息技術(shù)有限公司 前 言 感謝您使用本公司的產(chǎn)品。您能成為我們的用戶，是我們莫大的榮幸。 浙江高聯(lián)科技開(kāi)發(fā)有限公司是經(jīng)工商管理部門(mén)登記、注冊(cè)、擁有生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)許可證的獨(dú)立法人企業(yè)。本公司是專業(yè)生產(chǎn)教學(xué)儀器的高新技術(shù)企業(yè)。企業(yè)擁有一支高水平的技術(shù)隊(duì)伍，教授、高級(jí)工程師 、工程師 、技術(shù)員占一半 以上比例。本公司不斷向用戶提供更好，更新的產(chǎn)品。 CSY 傳感器實(shí)驗(yàn)儀是本公司開(kāi)發(fā)研制生產(chǎn)的，已經(jīng)有近十五年歷史。該儀器獲省優(yōu)秀科技成果獎(jiǎng)； 1991 年全國(guó)火炬高新技術(shù)優(yōu)秀獎(jiǎng)， 1994 年浙江大學(xué)科技成果二等獎(jiǎng)。 CSY 傳感器實(shí)驗(yàn)儀主要用于各大、中專、院校及職業(yè)、師范院校開(kāi)設(shè)的“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)”“傳感器原理與技術(shù)”“工業(yè)自動(dòng)化控制”“非電量電測(cè)技術(shù)”等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)是在原實(shí)驗(yàn)指南的基礎(chǔ)上廣泛征求了全國(guó)許多師生的意見(jiàn)后改編的。在編寫(xiě)上我們力求有較大的適應(yīng)面便于學(xué)生獨(dú)立操作而深入思考。 CSY 傳感器系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)儀上采用的大部分傳感器雖是教學(xué)傳感器（透明結(jié)構(gòu)便于教學(xué)）但其結(jié)構(gòu)與線路是工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)幫助廣大學(xué)生加深理解課本知識(shí)，從實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果、現(xiàn)象分析中學(xué)會(huì)作為一個(gè)科技工作者應(yīng)具有的動(dòng)手能力與操作技能，加強(qiáng)動(dòng)手能力培養(yǎng)。當(dāng)然，由于編寫(xiě)者時(shí)間、水平、精力所限，難免有疏漏謬誤之處，熱切期望您的賜教！ 本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)第二章每個(gè)實(shí)驗(yàn)中都有注意事項(xiàng)。希望學(xué)生認(rèn)真閱讀，謹(jǐn)慎操作，否則容易引起器件損壞。如果您在 CSY 實(shí)驗(yàn)儀使用中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，請(qǐng)打我們的服務(wù)熱線：謝謝您的合作！ 目 第一章 產(chǎn)品說(shuō)明書(shū) 第二章 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 一、 應(yīng)變片性能 單臂電橋 二、 三、 四、 五、 六、 相敏檢波器實(shí)驗(yàn) 七、 應(yīng)變片 -交流全橋 八、 交流全橋的應(yīng)用 九、 交流全橋的應(yīng)用 電子稱之一 十、 差動(dòng)變壓器（互感式）的性能 十一、 差動(dòng)變壓器 (互感式 )零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償 十二、 差動(dòng)變壓器 (互感式 )的標(biāo)定 十三、 差動(dòng)變壓器 (互感式 )的應(yīng)用 振動(dòng)測(cè)量 十四、 差動(dòng)變壓器 (互感式 )的應(yīng)用 電子秤之二 十五、 差動(dòng)螺管式 (自感式 )傳感器的靜態(tài)位移性能 十六、 差動(dòng)螺管式 (自感式 )傳感器的動(dòng)態(tài)位移性能 十七、 電渦流 式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定 十八、 被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響 十九、 電渦流傳感器的應(yīng)用 振幅測(cè)量 二十、 電渦流傳感器的應(yīng)用 電子秤之三 二十一、 霍爾傳感器的直流激勵(lì)靜態(tài)位移特性 二十二、 霍爾傳感器的應(yīng)用 電子秤之四 二十三、 霍爾傳感器的交流激勵(lì)靜態(tài)位移特性 二十四、 霍爾傳感器的應(yīng)用 振幅測(cè)量 二十五、 磁電式傳感器的性能 二十六、 壓電傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn) 二十七、 壓電傳感器引線電容對(duì)電壓放大器的影響、電荷放大器 二十八、 差動(dòng)面積式電容傳感器的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性 二十九、 雙平行梁的動(dòng)態(tài)特性 正弦穩(wěn)態(tài)影響 三十、 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn) (998 型 ) 三十一、 光纖位移傳感器靜態(tài)實(shí)驗(yàn) (998 型 ) 三十二、 光纖位移傳感器動(dòng)態(tài)實(shí) 驗(yàn) (一 )(998 型 ) 三十三、 光纖位移傳感器動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn) (二 )(998 型 ) 三十四、 PN 結(jié)溫度傳感器測(cè)溫實(shí)驗(yàn) (998 型 ) 三十五、 熱敏電阻測(cè)溫演示實(shí)驗(yàn) (998 型 ) 三十六、 氣敏傳感器（ MQ3）實(shí)驗(yàn) 三十七、 濕敏電阻（ RH）實(shí)驗(yàn) 三十八、 光電傳感器（反射型）測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)（ 998 選配） 第三章 附錄 附錄一、電路原理圖 附錄二、傳感器安裝示意圖及面板示意圖 附錄三、 PC 數(shù)據(jù)采集卡說(shuō)明 附錄四、部分問(wèn)題提示 第一章 產(chǎn)品說(shuō)明書(shū) 一、 CSY傳感器實(shí)驗(yàn)儀簡(jiǎn)介 實(shí)驗(yàn)儀主要由四部分組成：傳感器安裝臺(tái)、顯示與激勵(lì)源、傳感器符號(hào)及引線單元、處理電路單元。 傳感器 安裝臺(tái)部分：裝有雙平行振動(dòng)梁（應(yīng)變片、熱電偶、 PN 結(jié)、熱敏電阻、加熱器、壓電傳感器、梁自由端的磁鋼）、激振線圈、雙平行梁測(cè)微頭、光纖傳感器的光電變換座、光纖及探頭小機(jī)電、電渦流傳感器及支座、電渦流傳感器引線 3.5 插孔、霍爾傳感器的二個(gè)半圓磁鋼、振動(dòng)平臺(tái)（圓盤(pán)）測(cè)微頭及支架、振動(dòng)圓盤(pán)（圓盤(pán)磁鋼、激振線圈、霍爾片、電渦流檢測(cè)片、差動(dòng)變壓器的可動(dòng)芯子、電容傳感器的動(dòng)片組、磁電傳感器的可動(dòng)芯子）、擴(kuò)散硅壓阻式傳感器、氣敏傳感器及濕敏元件安裝盒，具體安裝部位參看附錄三。 備注： CSY 系列傳感器實(shí)驗(yàn)儀的傳感器具體配置 根據(jù)需方的合同安裝。 顯示及激勵(lì)源部分：電機(jī)控制單元、主電源、直流穩(wěn)壓電源（ 2V 10V 檔位調(diào)節(jié)）、 F V數(shù)字顯示表（可作為電壓表和頻率表）、動(dòng)圈毫伏表（ 5mV-500mV）及調(diào)零、音頻振蕩器、低頻振蕩器、 15V 不可調(diào)穩(wěn)壓電源。 實(shí)驗(yàn)主面板上傳感器符號(hào)單元：所有傳感器（包括激振線圈）的引線都從內(nèi)部引到這個(gè)單元上的相應(yīng)符號(hào)中，實(shí)驗(yàn)時(shí)傳感器的輸出信號(hào)（包括激勵(lì)線圈引入低頻激振器信號(hào)）按符號(hào)從這個(gè)單元插孔引線。 處理電路單元：電橋單元、差動(dòng)放大器、電容放大器、電壓放大器、移相器、相敏檢波器、電荷放大器 、低通濾波器、渦流變換器等單元組成。 CSY 實(shí)驗(yàn)儀配上一臺(tái)雙線（雙蹤）通用示波器可做幾十種實(shí)驗(yàn)。教師也可以利用傳感器及處理電路開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。 二、主要技術(shù)參數(shù)、性能及說(shuō)明 傳感器安裝臺(tái)部分： 雙平行振動(dòng)梁的自由端及振動(dòng)圓盤(pán)下面各裝有磁鋼，通過(guò)各自測(cè)微頭或激振線圈接入低頻激振器 VO可做靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)量。 應(yīng)變梁： 應(yīng)變梁采用不銹鋼片，雙梁結(jié)構(gòu)端部有較好的線性位移。 傳感器： 1、差動(dòng)變壓器 量程 : 5mm 直流電阻： 5 10 由一個(gè)初級(jí)、二個(gè)次級(jí)線圈繞制而成的透明空心線圈，鐵芯為軟磁鐵氧體 . 2 量程 : 1mm 1 2 多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成。 3、霍 爾 量程 : 2mm 800 1.5K 輸出端口： 300 500 日本 JVC 公司生產(chǎn)的線性半導(dǎo)體霍爾片，它置于環(huán)形磁鋼構(gòu)成的梯度磁場(chǎng)中。 4 直流電阻： 10左右 由兩個(gè)銅一康銅熱電偶串接而成，分度號(hào)為 T 冷端溫度為環(huán)境溫度。 5 量程： 2mm 由兩組定片和一組動(dòng)片組成的差動(dòng)變面積式電容。 6 由半導(dǎo) 體熱敏電阻 NTC：溫度系數(shù)為負(fù)， 25時(shí)為 10K 。 7、光纖傳感器 由多模光纖、發(fā)射、接收電路組成的導(dǎo)光型傳感器，線性范圍 2mm。 紅外線發(fā)射、接收、直流電阻： 500 1.5k 2 60 股丫形、半圓分布。 8 量程： 10Kpa(差壓 ) 供電： 6V 直流電阻： Vs+-Vs- ： 350 450 Vo+-Vo- ： 3K 3.5K 美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的 MPX 型壓阻式差壓傳感器，具有溫度自補(bǔ)償功能，先進(jìn)的 X 型工作片（帶溫補(bǔ)）。 9 PZT-5 雙壓電晶片和銅質(zhì)量塊構(gòu)成。諧振頻率： 10KHZ，電荷靈敏度： q 20pc/g。 10、應(yīng)變式傳感器 箔式應(yīng)變片阻值： 350、應(yīng)變系數(shù)： 2 11、 PN 利用半導(dǎo)體 P-N 結(jié)良好的線性溫度電壓特性制成的測(cè)溫傳感器，能直接顯示被測(cè)溫度。靈敏度：-2.1mV/。 12 0 .21 1000 30 40 由線圈和動(dòng)鐵（永久磁鋼）組成，靈敏度： 0.5v/m/s 13、氣敏傳感器 MQ3：酒精 ：測(cè)量范圍： 50 2000ppm。 14、濕敏電阻 高分子薄膜 電阻型： RH：幾兆幾 K 響應(yīng)時(shí)間：吸濕、脫濕小于 10 秒。 濕度系數(shù)： 0.5RH%/ 測(cè)量范圍： 10 95 工作溫度： 0 50 二、信號(hào)及變換： 1、 電橋 ： 用于組成應(yīng)變電橋，提供組橋插座，標(biāo)準(zhǔn)電阻和交、直流調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。 2 通頻帶 0 10kHz 可接成同相、反相，差動(dòng)結(jié)構(gòu)，增益為 1-100 倍的直流放大器。 3、 電容變換器 由高頻振蕩，放大和雙 T 電橋組成的處理電路。 4 增益約為 5 倍 同相輸入 通頻帶 010KHz 5 允許最大輸入電壓 10Vp-p 20(5kHz 時(shí) ) 6 可檢波電壓頻率 0 10kHz 10Vp-p 極性反轉(zhuǎn)整形電路與電子開(kāi)關(guān)構(gòu)成的檢波電路 7、 電荷放大器 電容反饋型放大器，用于放大壓電傳感器的輸出信號(hào)。 8 由 50Hz 陷波器和 RC 濾波器組成，轉(zhuǎn)折頻率 35Hz 左右 9 輸出電壓 |8|V(探頭離開(kāi)被測(cè)物 變頻式調(diào)幅變換電路，傳感器線圈是振蕩電路中的電感元件 10、 光電變換座 由紅外發(fā)射、接收組成。 三、 二套顯示儀表 1、 數(shù)字式電壓 /頻率表 ： 3 位半顯示，電壓范圍 0 2V、 0 20V，頻率范圍 3Hz 2KHz、 10Hz 20KHz，靈敏度 50mV。 2、 指針式毫伏表 ： 85c1 表，分 500mV、 50mV、 5mV 三檔，精度 2.5%。 四、 二種振蕩器 1、 音頻振蕩器 ： 0.4KHz 10KHz 輸出連續(xù)可調(diào)， V-p-p 值 20V， 180 、 0 反相輸出， Lv 端最大功率輸出電流 0.5A。 2、 低頻振蕩器： 1 30Hz 輸出連續(xù)可調(diào)， Vp-p 值 20V，最大輸出電流 0.5A， Vi 端可提供用做電流放大器。 五、 二套懸臂梁、測(cè)微頭 雙平行式懸臂梁二副（其中一副為應(yīng)變梁，另一副裝在內(nèi)部與振動(dòng)圓盤(pán)相連），梁端裝有永久磁鋼、激振線圈和可拆卸式螺旋測(cè)微頭，可進(jìn)行壓力位移與振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。 六 電加熱器二組 電熱絲組成，加熱時(shí)可獲得高于環(huán)境溫度 30 左右的升溫。 七 測(cè)速電機(jī)一組 由可調(diào)的低噪聲高速軸流風(fēng)扇組成，與光電、光纖、渦流傳感器配合進(jìn)行測(cè)速實(shí)驗(yàn)。 八 二 組穩(wěn)壓電穩(wěn) 直流 15V，主要提供溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)的加熱電源，最大激勵(lì) 1.5A。 2V 10V 分五檔輸出，最大輸出電流 1.5A。提供直流激勵(lì)源。 九 計(jì)算機(jī)聯(lián)接與處理 數(shù)據(jù)采 集卡：十二位 A/D 轉(zhuǎn)換，采樣頻率 20 25000 次 /秒，采樣速度可控制，分單次采樣與連續(xù)采樣。標(biāo)準(zhǔn) RS-232 接口，與計(jì)算機(jī)串行工作。 良好的計(jì)算機(jī)顯示界面與方便實(shí)用處理軟件，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇與編輯、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形分析與比較、文件存取打印。 第二章 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片性能 單臂電橋 ( ) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?所需單元及部件 ： 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、旋鈕初始位置 ： 2V 檔， F/V 表打到 2V 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，(1) 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(kāi)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。 (2) 根據(jù)圖接線 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(kāi)關(guān)置 4V檔， F V 表置 20V 檔。調(diào)節(jié)測(cè)微頭脫離雙平行梁，開(kāi)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。 （ 3）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），（ 4） 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 X 0.5mm 位移（ mm） 電壓（ mv） （ 5） 據(jù)所得結(jié)果計(jì)算靈敏度 S V X（式中 X 為梁的自由端位移變化， V 為相應(yīng) F V 表顯 示的電壓相應(yīng)變化）。 （ 6） 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(guò)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 (3) (4) 電位器 W1、 W2，在有的型號(hào)儀器中標(biāo)為 RD、 RA 問(wèn)題： (1) (2) 根據(jù)所給的差動(dòng)放大器電路原理圖， (見(jiàn)附錄圖 一 )，分析其工作原理，說(shuō)明它既能作差動(dòng)放 大，又可作同相 *實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片性能 單臂電橋 ( ) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?所需單元及部件 ： 直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動(dòng)放大器、雙孔懸臂梁稱重傳感器、砝碼、一片應(yīng)變片、F/V 旋鈕初始位置 ： 2V 檔， F/V 表打到 2V 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(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(kāi)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(kāi)關(guān)置 4V檔， F V 表置 20V 檔。開(kāi)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，等待數(shù)分鐘后將 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) 在傳感器托盤(pán)上放上一只砝碼，記下 此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個(gè)數(shù)值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度 S= V W，并作出 V-W 關(guān)系曲線， V 為電壓變化率， W 為相應(yīng)的重量變化率。 重量（ g） 電壓（ mV） 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(guò)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 (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 (4) 電位器 W1、 W2，在有的型號(hào)儀器中標(biāo)為 RD、 RA 問(wèn)題： (1) (2) 根據(jù)所給的差動(dòng)放大器電路原理圖， (見(jiàn)附錄圖 一 )，分析其工作原理，說(shuō)明它既能作差動(dòng)放大，實(shí)驗(yàn)二 ( ) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?所需單元和部件 直流穩(wěn)壓電源、差動(dòng)放大器、電橋、 F V 表、測(cè)微頭、雙平行梁、應(yīng)變片、主、有關(guān)旋鈕 的初始位置 ： 2V 檔， F V 表打到 2V 檔，差動(dòng)放大器增益打到最大。實(shí)驗(yàn)步驟： (1) (2) 按圖 1 接線，圖中 R4 為工作片， r 及 W1 (3) 調(diào)整測(cè)微頭使雙平行梁處于水平位置 (目測(cè) )，將直流穩(wěn)壓電源打到 4V 檔。選擇適當(dāng)?shù)姆糯笤鲆?，然后調(diào)整電橋平衡電位器 W1，使表頭顯示零 (需預(yù)熱幾分鐘表頭才能穩(wěn)定下來(lái) ) (4) 旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，使梁移動(dòng)，每隔 0 .5mm 讀一個(gè)數(shù)，將測(cè)得數(shù)值填入下表，然后關(guān)閉主、副電源： 位 移（ mm） 電壓（ mv） (5) 保持放大器增益不變，將 R3 固定電阻換為與 R4 工作狀態(tài)相反的另一應(yīng)變片即取二片受力方向不同應(yīng)變片，形成半橋，調(diào)節(jié)測(cè)微頭使梁到水平位置（目測(cè)），調(diào)節(jié)電橋 W1 使 F V 表顯示表顯示為零，重復(fù)（ 4）過(guò)程同樣測(cè)得讀數(shù)，填入下表： 位移（ mm） 電壓（ mv） (6) 保持差動(dòng)放大器增益不變，將 R1， R2 兩個(gè)固定電阻換成另兩片受力應(yīng)變片（即 R1 換成 ， R2換成 ，）組橋時(shí)只要掌握對(duì)臂應(yīng) 變片的受力方向相同，鄰臂應(yīng)變片的受力方向相反即可，否則相互抵消沒(méi)有輸出。接成一個(gè)直流全橋，調(diào)節(jié)測(cè)微頭使梁到水平位置，調(diào)節(jié)電橋 W1 同樣使 F V 表顯示零。重復(fù)（ 4 (7) 在同一坐標(biāo)紙上描出 X-V 注意事項(xiàng) ： (1) (2) (3) (4) 直流穩(wěn)壓電源 4V 不能打的過(guò)大，以免損壞應(yīng)變片或造成嚴(yán)重自熱效 (5) 接全橋時(shí)請(qǐng)注意區(qū)別各片子的工作狀態(tài)方向。 *實(shí)驗(yàn)二 ( ) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?所需單元和部件 直流穩(wěn)壓電源、差動(dòng)放大器、電橋、 F V 表、雙孔懸臂梁稱重傳感器、應(yīng)變片、有關(guān)旋鈕的初始位置 ： 2V 檔， F V 表打到 2V 檔，差動(dòng)放大器增益打到最大。 實(shí)驗(yàn)步驟： (1) 按實(shí)驗(yàn)一方法將差動(dòng)放大器調(diào)零后，關(guān)閉主、副電源。 (2) 根據(jù)圖接線 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(kāi)關(guān)置 4V檔， F V 表置 20V 檔。開(kāi)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，等待數(shù)分鐘后將 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。 (3) 在傳感器托盤(pán)上放上一只砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個(gè)數(shù)值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度 S= V W，并作出 V-W 關(guān)系曲線， V 為電壓變化率， W 為相應(yīng)的重量變化率。 重量（ g） 電壓（ mV） (4)保持放大器增益不變，將 R3 固定電阻換為與 R4 工作狀態(tài)相反的 另一應(yīng)變片即取二片受力方向不同應(yīng)變片，形成半橋，調(diào)節(jié)電橋 W1 使 F V 表顯示表顯示為零，重復(fù)（ 3）過(guò)程同樣測(cè)得讀數(shù)，填入下表： 重量（ g） 電壓（ mV） （ 5）保持差動(dòng)放大器增益不變，將 R1， R2 兩個(gè)固定電阻換成另兩片受力應(yīng)變片組橋時(shí)只要掌握對(duì)臂應(yīng)變片的受力方向相同，鄰臂應(yīng)變片的受力方向相反即可，否則相互抵消沒(méi)有輸出。接成一個(gè)直流全橋，調(diào)節(jié)電橋 W1 同樣使 F V 表顯示零。重復(fù)（ 3）過(guò)程將讀出數(shù)據(jù)填入下表： 重量（ g） 電壓（ mV） (6) 在同一坐標(biāo)紙上描出 X-V 注意事項(xiàng) ： (1) (2) (3) (4) 直流穩(wěn)壓電源 4V (5) 實(shí)驗(yàn)三 應(yīng)變片的溫度效應(yīng)及補(bǔ)償 ( )型 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： 了解溫度對(duì)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的影響。 所需單元 和部件 ：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、 15V 不可調(diào)直流穩(wěn)電源、電橋、差動(dòng)放大器、 F V 表、測(cè)微頭、加熱器、雙平行梁、水銀溫度計(jì)（自備）、主、副電源。 有關(guān)旋鈕的初始位置 ： 主、副電源關(guān)閉、直流穩(wěn)壓電源置 4V 檔， F V 表置 20V 檔，差動(dòng)放大器增益旋鈕置最大。 實(shí)驗(yàn)步驟 ： （ 1） 了解加熱器在實(shí)驗(yàn)儀所在的位置及加熱符號(hào)，加熱器封裝在雙平行的上片梁與下片梁之間，結(jié)構(gòu)為電阻絲。 （ 2） 將差動(dòng)放大器的（）、（）輸入端與地短接，輸出端插口與 F V 表的輸入插口 Vi 相連。 （ 3） 開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)差放零點(diǎn)旋鈕，使 F V 表顯示零。再把 F V 表的切換 開(kāi)關(guān)置 2V檔，細(xì)調(diào)差放零點(diǎn)，使 F V 表顯示零。關(guān)閉主、副電源， F V 表的切換開(kāi)關(guān)置 20V 檔，拆去差動(dòng)放大器輸入端的連線。 （ 4） 按圖接線，開(kāi)啟主副電源，調(diào)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)的 W1電位器，使 F V 表顯示零，然后將F V 表的切換開(kāi)關(guān)置 2V 檔 ,調(diào) W1 電位器，使 F V 表顯示零。 （ 5） 在雙平行梁的自由端（可動(dòng)端）裝上測(cè)微頭，并調(diào)節(jié)測(cè)微頭，使 F V 表顯示零。 （ 6） 將 15V 電源連到加熱器的一端插口，加熱器另一端插口接地； F V 表的顯示在變化，待 F V 表顯示穩(wěn)定后，記下顯示數(shù)值，并用溫度計(jì)（自備）測(cè)出溫度，記下溫度值。（注意：溫度計(jì)探頭不 要觸在應(yīng)變片上，只要觸及應(yīng)變片附近的梁體即可。）關(guān)閉主、副電源，等待數(shù)分鐘使梁體冷卻到室溫。 （ 7） 將 F V 表的切換開(kāi)關(guān)置 20V 檔，把圖中的 R3換成 應(yīng)變片（補(bǔ)償片），重復(fù) 4 6 過(guò)程。 （ 8） 比較二種情況的 F V 表數(shù)值：在相同溫度下，補(bǔ)償后的數(shù)值小很多。 （ 9） 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源，所有旋鈕轉(zhuǎn)至初始位置， 思考 ：為什么不能完全補(bǔ)償。 提示 ：從補(bǔ)償應(yīng)變片和受力應(yīng)變片所貼的位置點(diǎn)，梁的溫度梯度考慮。 *實(shí)驗(yàn)三 應(yīng)變片的溫度影響 ( )型 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： 了解溫度對(duì)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的影響。 所需單元和部件 ： 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、 15V 不可調(diào)直流穩(wěn)電源、電橋、差動(dòng)放大器、 F V 表、加熱器、雙孔懸臂梁稱重傳感器、應(yīng)變片、砝碼、水銀溫度計(jì)（自備）、主、副電源。 有關(guān)旋鈕的初始位置 ： 主、副電源關(guān)閉、直流穩(wěn)壓電源置 4V 檔， F V 表置 20V 檔，差動(dòng)放大器增益旋鈕置最大。 實(shí)驗(yàn)步驟 ： （ 1） 解加熱器在實(shí)驗(yàn)儀所在的位置及加熱符號(hào)，加熱器封裝在雙孔懸臂梁下片梁的表面，結(jié)構(gòu)為電阻絲。 （ 2） 將差動(dòng)放大器的（）、（）輸入端與地短接，輸出端插口與 F V 表的輸入插口 Vi 相連。開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)差放零點(diǎn)旋鈕，使 F V 表顯示零。再把 F V 表的切 換開(kāi)關(guān)置 2V檔，細(xì)調(diào)差放零點(diǎn)，使 F V 表顯示零。關(guān)閉主、副電源， F V 表的切換開(kāi)關(guān)置 20V 檔，拆去差動(dòng)放大器輸入端的連線。 （ 3） 按圖 1 接線，開(kāi)啟主副電源，調(diào)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)的 W1 電位器，使 F V 表顯示零，然后將 F V 表的切換開(kāi)關(guān)置 2V 檔 ,調(diào) W1 電位器，使 F V 表顯示零。 （ 4） 在傳感器托盤(pán)上放上所有砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值。將 -15V 電源連到加熱器的一端插口，加熱器另一端插口接地； F V 表的顯示在變化，待 F V 表顯示穩(wěn)定后，記下顯示數(shù)值。比較二種情況的 F V 表數(shù)值，即為溫度對(duì)應(yīng)變電橋的影響。 （ 5） 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源，所 有旋鈕轉(zhuǎn)至初始位置， 實(shí)驗(yàn)四 熱電偶原理及現(xiàn)象 ( )型 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：了解熱電偶的原理及現(xiàn)象 所需單元及附件： 15V 不可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、差動(dòng)放大器、 F V 表、加熱器、熱電偶、水銀溫度計(jì)（自備）、主副電源 旋鈕初始位置 ： F V 表切換開(kāi)關(guān)置 2V 檔，差動(dòng)放大器增益最大。 實(shí)驗(yàn)步驟 ： （ 1） 了解熱電偶原理：二種不同的金屬導(dǎo)體互相焊接成閉合回路時(shí)，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)回路中就會(huì)產(chǎn)生電流，這一現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，產(chǎn)生電流的電動(dòng)勢(shì)叫做熱電勢(shì)。通常把兩種不同金屬的這種組合稱為熱電偶。具體熱電偶原理參考教課書(shū)。 （ 2） 解熱 電偶在實(shí)驗(yàn)儀上的位置及符號(hào)，（參見(jiàn)附錄）實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶是由銅康銅組成的簡(jiǎn)易熱電偶，分度號(hào)為 T。實(shí)驗(yàn)儀有二個(gè)熱電偶，它封裝在雙平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中間二根細(xì)金屬絲焊成的一點(diǎn)，就是熱電偶）和下片梁的下表面，二個(gè)熱電偶串聯(lián)在一起產(chǎn)生熱電勢(shì)為二者的總和。 （ 3） 按圖接線、開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器調(diào)零旋鈕，使 F V 表顯示零，記錄下自備溫度計(jì)的室溫。 圖 （ 4）將 15V 直流電源接入加熱器的一端，加熱器的另一端接地，觀察 F V 表顯示值的變化，待顯示值穩(wěn)定不變時(shí)記錄下 F V 表顯示的讀數(shù) E。 （ 5）用自備的溫度計(jì)測(cè)出上梁表面熱電偶處的溫度 t 并記錄下來(lái)。（注意：溫度計(jì)的測(cè)溫探頭不要觸 到應(yīng)變片，只要觸及熱電偶處附近的梁體即可）。 （ 6）根據(jù)熱電偶的熱電勢(shì)與溫度之間的關(guān)系式： Eab(t,to)=Eab(t,tn)+Eab(tn,to) 其中： t -熱電偶的熱端（工作端或稱測(cè)溫端）溫度。 tn-熱電偶的冷端（自由端即熱電勢(shì)輸出端）溫度也就是室溫。 to-0 1 熱端溫度為 t,冷端溫度為室溫時(shí)熱電勢(shì)。 Eab(t,tn)=(f/v 顯示表 E)/100*2(100 為差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)， 2 為二個(gè)熱電偶串聯(lián) )。 2 熱端溫度為室溫，冷端溫度為 0，銅康銅的熱電勢(shì)： Eab(tn,to):查以下所附的熱電偶自由端為 0時(shí)的熱電勢(shì)和溫度的關(guān)系即銅康銅熱電偶分度表，得到室溫（溫度計(jì)測(cè)得）時(shí)熱電勢(shì)。 3 計(jì)算：熱端溫度為 t，冷端溫度為 0時(shí)的熱電勢(shì)， Eab(t,to),根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查分度表得到溫度 t。 （）熱電偶測(cè)得溫度值與自備溫度計(jì)測(cè)得溫度值相比較。（注意：本實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶為簡(jiǎn)易熱電偶、并非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，只要了解熱電勢(shì)現(xiàn)象）。 （ 8）實(shí)驗(yàn)完畢 關(guān)閉主、副電源，尤其是加熱器 15V 電源（自備溫度計(jì)測(cè)出溫度后馬上拆去 15V 電源連接線）其它旋鈕置原始位置。 思考 ： （） 為什么差動(dòng)放器接入熱電偶后需再調(diào)差放零點(diǎn)？ （） 即使采用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶按本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量溫度也了會(huì)有很大誤差，為什么？ *實(shí)驗(yàn)四 熱電偶原理及現(xiàn)象 ( )型 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：了解熱電偶的原理及現(xiàn)象 所需單元及附件： 15V 不可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、差動(dòng)放大器、 F V 表、加熱器、熱電偶、水銀溫度計(jì)（自備）、主副電源 旋鈕初始位置 ： F V 表切換開(kāi)關(guān)置 2V 檔，差動(dòng)放大器增益最大。 實(shí)驗(yàn)步驟 ： （） 解 熱電偶原理：二種不同的金屬導(dǎo)體互相焊接成閉合回路時(shí)，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)回路中就會(huì)產(chǎn)生電流，這一現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，產(chǎn)生電流的電動(dòng)勢(shì)叫做熱電勢(shì)。通常把兩種不同金屬的這種組合稱為熱電偶。具體熱電偶原理參考教課書(shū)。 （） 了解熱電偶在實(shí)驗(yàn)儀上的位置及符號(hào)，（參見(jiàn)附錄）實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶是由銅康銅組成的簡(jiǎn)易熱電偶，分度號(hào)為 T。它封裝在雙孔懸臂梁的下片梁的加熱器里面（不可見(jiàn)）。 （） 按圖接線、開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器調(diào)零旋鈕，使 F V 表顯示零，記錄下自備溫度計(jì)的室溫。 （） 將 15V 直流電源接 入加熱器的一端，加熱器的另一端接地，觀察 F V 表顯示值的變化，待顯示值穩(wěn)定不變時(shí)記錄下 F V 表顯示的讀數(shù) E。 （） 用自備的溫度計(jì)測(cè)出下梁表面加熱器處的溫度 t 并記錄下來(lái)。（注意：溫度計(jì)的測(cè)溫探頭要觸及熱電偶處附近的梁體即可）。 （） 根據(jù)熱電偶的熱電勢(shì)與溫度之間的關(guān)系式： Eab(t,to)=Eab(t,tn)+Eab(tn,to) 其中： t -熱電偶的熱端（工作端或稱測(cè)溫端）溫度。 tn-熱電偶的冷端（自由端即熱電勢(shì)輸出端）溫度也就是室溫。 to-0 1 熱端溫度為 t,冷端溫度為 室溫時(shí)熱電勢(shì)： Eab(t,tn)=(f/v 顯示表 E)/100， 100 為差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)。 2 熱端溫度為室溫，冷端溫度為 0，銅康銅的熱電勢(shì)： Eab(tn,to):查以下所附的熱電偶自由端為 0時(shí)的熱電勢(shì)和溫度的關(guān)系即銅康銅熱電偶分度表，得到室溫（溫度計(jì)測(cè)得）時(shí)熱電勢(shì)。 3 計(jì)算：熱端溫度為 t，冷端溫度為 0時(shí)的熱電勢(shì)： Eab(t,to),根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查分度表得到溫度 t。 （）熱電偶測(cè)得溫度值與自備溫度計(jì)測(cè)得溫度值相比較。（注意：本實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶為簡(jiǎn)易熱電偶 、并非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，只要了解熱電勢(shì)現(xiàn)象）。 （ 8）實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉主、副電源，尤其是加熱器 15V 電源（自備溫度計(jì)測(cè)出溫度后馬上拆去 15V 電源連接線）其它旋鈕置原始位置。 思考 ： （ 1）為什么差動(dòng)放器接入熱電偶后需再調(diào)差放零點(diǎn)？ （ 2）即使采用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶按本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量溫度也了會(huì)有很大誤差，為什么？ 實(shí)驗(yàn)五 移相器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： 了解運(yùn)算放大器構(gòu)成的移相電路的原理及工作情況 所需單元及部件 ： 移相器、音頻振蕩器、雙線（雙蹤）示波器、主、副電源 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（見(jiàn)圖）。 圖 （） 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、插口輸出均可），開(kāi)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。 問(wèn)題： （）根據(jù)圖 11，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（ j ） =Vm/V =-(1-j RwC2)/(1+j R2C1),KF1( )=1, F1( )=- -2tg-1 R2C1。 A2、 R4、 R5、 RW、 C2 滯后移相，在 R5 R4 時(shí)， KF2（ j ） =V/Vm=(1-j RwC2)/(1+j C2),KF2( )=1, F2( )=-2tg-1 RwC1， 2 f 。分析： f 一定時(shí) Rw=0 10K相移，及 Rw 一定時(shí)， f 變化相移。 (2)如果將雙線示波器改為單蹤示波器，兩路信號(hào)分別從軸和軸送入，根據(jù)李沙育圖形是否可完成此實(shí)驗(yàn)？ 實(shí)驗(yàn)六 相敏檢波器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：了解相敏檢波器的原理和工作情況。 所需單元和部件 ：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、 V 表、主、副電源。 有關(guān)旋鈕的初始位置 : V 表置檔。音頻振蕩器頻率為 Hz，幅度置最?。鏁r(shí)針到底），直流穩(wěn)壓電源輸出置于 檔，主、副電源關(guān)閉。 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 A 的電路接線，將音頻振蕩器的信號(hào)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。 圖 A （） 調(diào)整好示波器，開(kāi)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 B 電路重新接線，將音頻振蕩器的信號(hào)從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(lái)，將低能濾波器的輸出端與直流電壓表連接起來(lái)，組成一個(gè)測(cè)量線路。（此時(shí)， V 表置于表檔）。 圖 B （） 開(kāi)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： Vip-p 0.5 1 2 4 8 16 Vo （） 關(guān)閉主、副電源，根據(jù)圖 C 的電路重新接線，將音頻振蕩器的信號(hào)從輸出端輸出至相 敏檢波器的輸入端（ 1），將人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(lái)，將低通濾波器的輸出端與直流電壓表連接起來(lái)，組成一測(cè)量線路。 圖 C （） 開(kāi)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： Vip-p 0.5 1 2 4 6 8 16 Vo 思考 ： （） 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(lái)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(kāi)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)七 金屬箔式應(yīng)變片交流全橋 （ ）型 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解交流供電的四臂應(yīng)變電橋的原理和工作情況。 所需單元及部件 ： 音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、 F V 表、雙平行梁、應(yīng)變片、測(cè)微頭、主、副電源、示波器。 有關(guān)旋鈕的初始位置 ：音頻振蕩器，幅度關(guān)至最小， F V 表打到檔，差動(dòng)放大器增益旋至最大。 實(shí)驗(yàn)步驟： （） 差動(dòng)放大器調(diào)整為零：將差動(dòng)放大（）、（）輸入端與地短接，輸出端與 表輸入 端Vi 相連，開(kāi)啟主、副電源后調(diào)差放的調(diào)零旋鈕使表顯示為零，再將表切換開(kāi)關(guān)置檔，再細(xì)調(diào)差放調(diào)零旋鈕使表顯示為零，然后關(guān)閉主、副電源。 （） 按圖接線，圖中、為應(yīng)變片；、 r 為交流電橋調(diào)節(jié)平 衡網(wǎng)絡(luò)，電橋交流激勵(lì)源必須從音頻振蕩器的輸出口引入。 圖 （） 用手按住振動(dòng)梁（雙平行梁）的自由端。旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭使測(cè)微頭脫離振動(dòng)梁自由端并遠(yuǎn)離。將表的切換開(kāi)關(guān)置檔，示波器軸掃描時(shí)間切換到 0.1-0.5ms（以合適為宜），軸或 2 切換開(kāi)關(guān)置 /div，音頻振蕩器的頻率旋鈕置，幅度旋鈕置幅度。開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)中的和，使表和示波器顯示最小，再把表和示波器軸的切換開(kāi)關(guān)分別置檔和 50mv/div，細(xì)調(diào)和及差動(dòng)放大器調(diào)零旋鈕，使表的顯示值最小，示波器的波形大致為一條水平線（表顯示值與示波器圖形不完全相符時(shí)二者兼顧即可）。再用手按住梁的自由端產(chǎn)生一個(gè)大位移。調(diào)節(jié)移相器的移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波的圖形：放手后，梁復(fù)原，示波器圖形基本成一條直線。 （） 在雙平行梁的自由端裝上測(cè)微頭，旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭 使表顯示為零，以后每轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭一周即0.5mm，表顯示值記錄下表： Xmm 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 Vo 根據(jù)所得數(shù)據(jù)，作出曲線，找出線性范圍，計(jì)算靈敏度，并與以前直流全橋?qū)嶒?yàn)結(jié)果相比較。 （） 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源，所有旋鈕置初始位置。 思考 ：在交流電橋中，必須有 兩個(gè)可調(diào)參數(shù)才能使電橋平衡，這是因?yàn)殡娐反嬖?而引起的。 * 實(shí)驗(yàn)七 金屬箔式應(yīng)變片交流全橋 （ ）型 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解交流供電的四臂應(yīng)變電橋的原理和工作情況。 所需單元及部件 ： 音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、 F V 表、雙孔懸臂梁稱重傳感器、應(yīng)變片、砝碼、主、副電源、示波器。 有關(guān)旋鈕的初始位置 ：音頻振蕩器，幅度關(guān)至最小， F V 表打到檔，差動(dòng)放大器增益旋至最大。 實(shí)驗(yàn)步驟： （） 動(dòng)放大器調(diào)整為零：將差動(dòng)放大（）、（）輸入端與地短接，輸出端與 表輸入端Vi 相連，開(kāi)啟主 、副電源后調(diào)差放的調(diào)零旋鈕使表顯示為零，再將表切換開(kāi)關(guān)置檔，再細(xì)調(diào)差放調(diào)零旋鈕使表顯示為零，然后關(guān)閉主、副電源。 （） 按圖 7 接線，圖中、為應(yīng)變片；、 r 為交流電橋調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)，電橋交流激勵(lì)源必須從音頻振蕩器的輸出口引入。 圖 7 （） 將表的切換開(kāi)關(guān)置檔，示波器軸掃描時(shí)間切換到 0.1-0.5ms（以合適為宜），軸或 2 切換開(kāi)關(guān)置 /div，音頻振蕩器的頻率旋鈕置，幅度旋鈕置幅度。開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò) 中的和，使表和示波器顯示最小，再把表和示波器軸的切換開(kāi)關(guān)分別置檔和 50mv/div，細(xì)調(diào)和及差動(dòng)放大器調(diào)零旋鈕，使表的顯示值最小，示波器的波形大致為一條水平線（表顯示值與示波器圖形不完全相符時(shí)二者兼顧即可）。再用手按住雙孔懸臂梁稱重傳感器托盤(pán)的中間產(chǎn)生一個(gè)位移，。調(diào)節(jié)移相器的移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波的圖形：放手后，梁復(fù)原，示波器圖形基本成一條直線。 （） 在傳感器托盤(pán)上放上一只砝碼，記下此時(shí)的電壓數(shù)值，然后每增加一只砝碼記下一個(gè)數(shù)值并將這些數(shù)值填入下表。根據(jù)所得 結(jié)果計(jì)算系統(tǒng)靈敏度 S= V W，并作出 V-W 關(guān)系曲線， V 為電壓變化率， W 為相應(yīng)的重量變化率。 重量（ g） 電壓（ mV） （） 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源，所有旋鈕置初始位置。 思考 ：在交流電橋中，必須有 兩個(gè)可調(diào)參數(shù)才能使電橋平衡，這是因?yàn)殡娐反嬖?而引起的。 實(shí)驗(yàn)八 交流全橋的應(yīng)用振幅測(cè)量（ ）型 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：本實(shí)驗(yàn)了解交流激勵(lì)的金屬箔式應(yīng)變片電橋的應(yīng)用。 所需單元及部件 ： 音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通 濾波器、低頻振蕩器、電壓表、示波器、主、副電源、激振線圈。 有關(guān)旋鈕的初始位置 ：音頻振蕩器 z，低頻振蕩器頻率旋鈕置 z 左右，幅度置最小，差放增益置最大，主副電源關(guān)閉。 實(shí)驗(yàn)步驟 ： （） 按圖接線，并且保持實(shí)驗(yàn)（）、（）、（）的步驟。 （） 關(guān)閉主副電源，將低頻振蕩器的輸出 0 引入激振線圈的一端，激振線圈的另一端接地，低頻振蕩器的幅度旋鈕置中間位置，開(kāi)啟主副電源，雙平行梁在振動(dòng)，慢慢調(diào)節(jié)低頻振蕩器頻率 旋鈕，使梁振動(dòng)比較明顯，如梁振幅不夠大，可調(diào)大低頻振蕩器的幅度。 （） 將示波器的軸掃描旋鈕切換到 ms/div 級(jí)檔，軸切換到 50mv/div 或 0.1v/div，分別觀察差放輸出端相敏檢波輸出端，低通輸出端波形。并描出： 做完以上實(shí)驗(yàn)，可反復(fù)調(diào)節(jié)線路中的各旋鈕 ,用示波器觀察各輸出環(huán)節(jié)波形的變化，加深實(shí)驗(yàn)體會(huì)并了解各旋鈕的作用。 （ 4）實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉主、副電源，各旋鈕置初始位置。 實(shí)驗(yàn)九 交流全橋的應(yīng)用電子秤之一 （ ）型 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：了解交流供電的金屬箔式應(yīng)變片電橋的實(shí)際應(yīng)用。 所需單元及部件 ： 音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、低通濾波器、表、砝碼、主副電源、雙平行梁、應(yīng)變片。 實(shí)驗(yàn)步驟： （） 差動(dòng)放 大器調(diào)整為零，將差動(dòng)放大（）、（）輸入端與地短接，輸出端與表 輸入端Vi 相連，開(kāi)啟主、副電源后調(diào)差放的調(diào)零旋鈕使表顯示為零，再將表切換開(kāi)關(guān)置檔，再細(xì)調(diào)差放調(diào)零旋鈕使表顯示為零，然后關(guān)閉主、副電源。 （） 按圖 7 接線，圖中、為應(yīng)變片；、 r 為交流電橋調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)，電橋交流激勵(lì)源必須從音頻振蕩器的輸出口引入。 （） 按住振動(dòng)梁（雙平行梁）的自由端。旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭使測(cè)微頭振動(dòng)梁自由端并遠(yuǎn)離。將表的切換開(kāi)關(guān)置檔，示波器軸掃描時(shí)間切換到 0.1-0.5ms，軸或（）切換開(kāi)關(guān)置 /div，音頻振蕩器的頻率旋鈕置，幅度旋鈕置幅度。開(kāi)啟主、副電源，調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)中的和，使表和示波器 ,顯示最小，再把表和示波器軸的切換開(kāi)關(guān)分別置檔和 50mv/div，細(xì)調(diào)和及差動(dòng)放大器調(diào)零旋鈕，使表的顯示值最小，示波器的波形為一條水平線（表顯示值與示波器圖形不完全相符時(shí)二者兼顧即可）?，F(xiàn)用手按住梁的自由端產(chǎn)生一個(gè)大位移。調(diào)節(jié)移相器的移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波的圖形：放手后，梁復(fù)原，示波器圖形基本成一條直線， 否則調(diào)節(jié) W1 和 W2。 （） 在梁的自由端加所有砝碼，調(diào)節(jié)差放增益旋鈕，使 F V 表顯示對(duì)應(yīng)的量值，去除所有砝碼，調(diào) W1 使 F V 表顯示零，這樣重復(fù)幾次即可。 （） 在梁自由端（磁鋼處）逐一加上砝碼，把 F V 表的顯示值填入下表。并計(jì)算靈敏度。 W(g) V(v) （） 梁自由端放上一個(gè)重量未知的重物，記錄表的顯示值，得出未知重物的重量 注意事項(xiàng) ： 砝碼和重物應(yīng)放在梁自由端的磁鋼上的同一點(diǎn)。 思考：要將這個(gè)電子秤方案投入實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)如何改進(jìn)？ *實(shí)驗(yàn)九 交流全橋的應(yīng)用電子秤之一 （ ）型 實(shí)驗(yàn)?zāi)?的 ：了解交流供電的金屬箔式應(yīng)變片電橋的實(shí)際應(yīng)用。 所需單元及部件 ： 音頻振蕩器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、低通濾波器、表、砝碼、雙孔懸臂梁稱重傳感器、應(yīng)變片、主副電源。 實(shí)驗(yàn)步驟： （） 動(dòng)放大器調(diào)整為零，將差動(dòng)放大（）、（）輸入端與地短接，輸出端與表 輸入端 Vi相連，開(kāi)啟主、副電源后調(diào)差放的調(diào)零旋鈕使表顯示為零，再將表切換開(kāi)關(guān)置檔，再細(xì)調(diào)差放調(diào)零旋鈕使表顯示為零，然后關(guān)閉主、副電源。 （） 按圖接線，圖中、為應(yīng)變片；、 r 為交流電橋調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)，電 橋交流激勵(lì)源必須從音頻振蕩器的