自動檢測實驗指導(dǎo).doc

自動檢測實驗指導(dǎo)書目錄一、 自動檢測技術(shù)實驗須知2二、 自動檢測技術(shù)實驗報告書寫要點(diǎn)3實驗一電阻應(yīng)變片性能測試及應(yīng)用4實驗二 差動電容傳感器的應(yīng)用9實驗三 差動變壓器的應(yīng)用12實驗四 交流激勵時霍爾式位移傳感器特性實驗13實驗五 霍爾位移傳感器振動測量實驗*14實驗六 熱電偶測溫性能實驗16實驗七 熱電阻測溫特性實驗17實驗八 集成溫度傳感器溫度特性實驗18實驗九 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實驗20實驗十 光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗20實驗十一 PSD位置傳感器位置測量實驗21實驗十二 光柵傳感器莫爾條紋與柵距關(guān)系實驗22實驗十三 光柵傳感器莫爾條紋的細(xì)分、計數(shù)實驗23實驗十四 光纖壓力傳感器實驗25實驗十五 自動檢測技術(shù)設(shè)計性實驗26附溫控儀表操作說明29 一、 自動檢測技術(shù)實驗須知自動檢測技術(shù)實驗的目的是使學(xué)生了解一些電氣設(shè)備和各種非電量電測傳感元件，理解一定的非電量電測技術(shù)，學(xué)會使用常用的測量儀器儀表，掌握基本的非電量電測方法。要求學(xué)生通過實際操作，培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立分析和獨(dú)立實驗的能力。為使實驗正確、順利地進(jìn)行，并保證實驗設(shè)備、儀器儀表和人身的安全，在做實驗時，需知以下內(nèi)容。1實驗預(yù)習(xí)實驗前，學(xué)生必須進(jìn)行認(rèn)真預(yù)習(xí)，掌握每次實驗的目的、內(nèi)容、線路、實驗設(shè)備和儀器儀表、測量和記錄項目等，做到心中有數(shù)，減少實驗盲目性，提高實驗效率。2電源（1）實驗桌上通常設(shè)有單相（或三相）交流電源開關(guān)和直流電源開關(guān)，由實驗室統(tǒng)一供電，實驗前應(yīng)弄清各輸出端點(diǎn)間的電壓數(shù)值。（2）實驗桌（或儀器）上配有直流穩(wěn)壓電源，在接入線路之前應(yīng)調(diào)節(jié)好輸出電壓數(shù)值，使之符合實驗線路要求。特別是在實驗線路中，嚴(yán)禁將超過規(guī)定電壓數(shù)值的電源接入線路運(yùn)行。（3）在進(jìn)行實驗線路的接線、改線或拆線之前，必須斷開電源開關(guān)，嚴(yán)禁帶電操作，避免在接線或拆線過程中，造成電源設(shè)備或部分實驗線路短路而損壞設(shè)備或?qū)嶒灳€路元器件。3實驗線路（1）認(rèn)真熟悉實驗線路原理圖，能識圖并能按圖接好實驗線路。（2）實驗線路接線要準(zhǔn)確、可靠和有條理，接線柱要擰緊，插頭與線路中的插孔的結(jié)合要插準(zhǔn)插緊，以免接觸不良引起部分線路斷開。（3）線路中不要接活動裸接頭，線頭過長的銅絲應(yīng)剪去，以免因操作不慎或偶然原因而觸電，或使線路造成意想不到的后果。（4）線路接好后，應(yīng)先由同組同學(xué)相互檢查，然后請實驗指導(dǎo)教師檢查同意后，才能接通電源開關(guān)，進(jìn)行實驗。4儀器儀表（1）認(rèn)真掌握每次實驗所用儀器儀表的使用方法、放置方式（水平或垂直），并要清楚儀表的型號規(guī)格和精度等級等。（2）儀器儀表與實驗線路板（或設(shè)備）的位置應(yīng)合理布置，以方便實驗操作和測量。（3）儀器儀表上的旋鈕有起止位置，旋轉(zhuǎn)時用力要適度，到頭時嚴(yán)禁強(qiáng)制用力旋轉(zhuǎn)，以免損壞旋鈕內(nèi)部的軸及其連接部分，影響實驗進(jìn)行。（4）測試前應(yīng)根據(jù)估算的物理量數(shù)值先選擇好儀表的量限，然后將儀表接入線路測試點(diǎn)。對于指示儀表，應(yīng)清楚所選量限的刻度數(shù)值；被測量值通常應(yīng)處在儀表上量限的一半以上，順指針方向讀數(shù)，以減少讀數(shù)誤差。（5）實驗用儀表一般應(yīng)在實驗線路穩(wěn)定運(yùn)行后接入線路測試，并同時觀察指示情況，如超過量限應(yīng)立即斷開連接。（6）所選用儀表的內(nèi)阻與被測元件或電路的電阻的配合要恰當(dāng)，測試方法要合適，以減少測試誤差。5對實驗中異?，F(xiàn)象的處理在實驗過程中，如發(fā)現(xiàn)異?；鸹?、異聲、異味、冒煙、過熱等現(xiàn)象，應(yīng)立刻斷開電源開關(guān)，保持現(xiàn)場，并請指導(dǎo)教師一起檢查原因。6實驗結(jié)束整理（1）實驗完成后，應(yīng)將實驗記錄交指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后，方可拆線。（2）實驗結(jié)束后，應(yīng)先斷開電源開關(guān)，然后才能拆線。（3）將實驗桌上的儀器儀表和實驗線路板擺放整齊，將連接導(dǎo)線歸攏整齊并放入實驗桌抽屜內(nèi)。二、 自動檢測技術(shù)實驗報告書寫要點(diǎn)實驗報告是實驗的總結(jié)，它應(yīng)用理論對實驗數(shù)據(jù)、實驗波形和實驗現(xiàn)象加以分析，從中得出有價值的結(jié)論。每個學(xué)生都應(yīng)在實驗完成后及時寫出分析中肯、結(jié)論簡潔、字跡工整的實驗報告。這不僅能深化理論學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而且能培養(yǎng)正確總結(jié)實驗工作和進(jìn)行科學(xué)實驗的能力。檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)實驗報告書寫要點(diǎn)如下：（1） 題目、系別、班級、實驗人（姓名、學(xué)號）、同組人、日期。（2） 實驗?zāi)康?。?） 實驗原理。（4） 實驗設(shè)備。要清楚記錄測量儀器儀表的名稱、型號規(guī)格、精度等級、量限，所使用設(shè)備的型號規(guī)格和主要參數(shù)。（5） 實驗步驟。要詳細(xì)明確（6） 實驗記錄及處理。 要根據(jù)實驗要求清楚記錄數(shù)據(jù)。 將原始記錄整理為便于分析的形式，如數(shù)據(jù)換算、表格、曲線等；（7） 結(jié)果分析 應(yīng)用實驗數(shù)據(jù)、實驗波形和實驗現(xiàn)象，分析實驗線路或元器件的物理特性、實現(xiàn)功能、技術(shù)指標(biāo)。分析電路的性質(zhì)、定理、規(guī)律，或分析實驗中的新發(fā)現(xiàn)，指出它的趨勢和研究的方向等； 根據(jù)實驗?zāi)康?，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，對實驗分析進(jìn)行概括或指出實驗題目的研究方向。但不要拘泥于所提出的實驗項目和目的。實驗一電阻應(yīng)變片性能測試及應(yīng)用一、實驗?zāi)康模? 觀察了解應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。2 測試應(yīng)變梁變形的應(yīng)變輸出，比較各橋路間的輸出關(guān)系。二、實驗原理：應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測試時，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測試體表面，當(dāng)測件受力發(fā)生形變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。通過測量電路，轉(zhuǎn)換成電信號輸出顯示。電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個電阻R1、R2、R3、R4中，電阻的相對變化率分別為R1R1、R2R2、R3R3、R4R4，當(dāng)使用一個應(yīng)變片時，；當(dāng)二個應(yīng)變片組成差動狀態(tài)工作，則有；用四個應(yīng)變片組成二個差動對工作，且R1R2R3R4R，。由此可知，單臂，半橋，全橋電路的靈敏度依次增大。三、實驗設(shè)備：應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)０?、?yīng)變式傳感器、砝碼（每只約20g）、實驗裝置9000型（數(shù)顯表、15V電源、4V電源）、萬用表(自備)。四、實驗步驟： （一） 金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實驗1、觀察應(yīng)變片。根據(jù)圖1,應(yīng)變式傳感器已裝于應(yīng)變傳感器模板上。傳感器中各應(yīng)變片已接入模板左上方的R1、R2、R3、R4標(biāo)志端。加熱絲也接于模板上，可用萬用表進(jìn)行測量判別，R1=R2=R3=R4=350，加熱絲阻值約為50左右。圖1 應(yīng)變式傳感器安裝示意圖 2、實驗?zāi)０宸糯箅娐氛{(diào)零，方法為:接入模板電源15V(從主控箱引入)，檢查無誤后，合上主控箱電源開關(guān)，將實驗?zāi)０逶鲆嬲{(diào)節(jié)電位器Rw3順時針調(diào)節(jié)到大致中間位置，將差放的正、負(fù)輸入端與地短接，輸出端與主控箱面板上數(shù)顯電壓表輸入端Vi相連，調(diào)節(jié)實驗?zāi)０迳险{(diào)零電位器RW4，使數(shù)顯表顯示為零(數(shù)顯表的切換開關(guān)打到2V檔)，完畢關(guān)閉主控箱電源。 3、參考圖2接入傳感器，將應(yīng)變式傳感器的其中一個應(yīng)變片R1(即模板左上方的R1)接入電橋作為一個橋臂，它與R5、R6、R7接成直流電橋(R5、R6、R7在模塊內(nèi)已連接好)，接好電橋調(diào)零電位器Rw1，接上橋路電源4V(從主控箱引入)，檢查接線無誤后，合上主控箱電源開關(guān)，先粗調(diào)節(jié)Rw1，再細(xì)調(diào)RW4使數(shù)顯表顯示為零。圖2 應(yīng)變式傳感器單臂電橋?qū)嶒灲泳€圖 4、在傳感器托盤上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加砝碼并讀取相應(yīng)的數(shù)顯表數(shù)值，記下實驗結(jié)果填入表1。表1 單臂測量時，輸出電壓與負(fù)載重量的關(guān)系： 5、根據(jù)表1計算系統(tǒng)靈敏度S：S=V/W(V為輸出電壓平均變化量；W重量變化量)，計算非線性誤差：f1=m/yFS100%，式中m為輸出電壓值(多次測量時為平均值)與擬合直線的最大電壓偏差量：yFS為滿量程時電壓輸出平均值。 （二）金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實驗1、保持實驗（一）的各旋鈕位置不變。 2、根據(jù)圖1-3接線，R1、R2為實驗?zāi)０遄笊戏降膽?yīng)變片，注意R2應(yīng)和R1受力狀態(tài)相反，即橋路的鄰邊必須是傳感器中兩片受力方向相反(一片受拉、一片受壓)的電阻應(yīng)變片。接入橋路電源4V，先粗調(diào)Rw1，再細(xì)調(diào)Rw4，使數(shù)顯表指示為零。注意保持增益不變。圖3 應(yīng)變式傳感器半橋?qū)嶒灲泳€圖 3、同實驗（一）4步驟，將實驗數(shù)據(jù)記入表2，計算靈敏度S=V/W，非線性誤差f2。若實驗時數(shù)值變化很小或不變化，說明R2與R1為受力狀態(tài)相同的兩片應(yīng)變片，應(yīng)更換其中一片應(yīng)變片。表2 半橋測量時，輸出電壓與負(fù)載重量的關(guān)系（三）金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實驗1、保持實驗（二）的各旋鈕位置不變。2、根據(jù)圖4接線，將R1、R2、R3、R4應(yīng)變片接成全橋，注意受力狀態(tài)不要接錯調(diào)節(jié)零位旋鈕Rw1，并細(xì)調(diào)Rw4使電壓表指示為零，保持增益不變，逐一加上砝碼。將實驗結(jié)果填入表3；進(jìn)行靈敏度和非線性誤差計算。圖4 應(yīng)變式傳感器全橋?qū)嶒灲泳€圖表3 全橋測量時,輸出電壓與負(fù)載重量的關(guān)系根據(jù)實驗（一）、（二）、（三）所得的單臂、半橋和全橋輸出時的靈敏度和非線性誤差，從理論上進(jìn)行分析比較，闡述理由五、注意事項： 1實驗前應(yīng)檢查實驗接插線是否完好，連接電路時應(yīng)盡量使用較短的接插線，以避免引入干擾。 2接插線插入插孔時輕輕地做一小角度的轉(zhuǎn)動，以保證接觸良好，拔出時也輕輕地轉(zhuǎn)動一下拔出，切忌用力拉扯接插線尾部，以免造成線內(nèi)導(dǎo)線斷裂。 3實驗（一）、（二）、（三）中的放大器增益必須相同。六、思考題：1 簡述電阻應(yīng)變式壓力傳感器的工作原理2 單臂電橋時，作為橋臂的電阻應(yīng)變片應(yīng)選用：(1)正(受拉)應(yīng)變片(2)負(fù)(受壓)應(yīng)變片(3)正、負(fù)應(yīng)變片均可以。3 半橋側(cè)量時兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片在接入電橋時，應(yīng)放在：(1)對邊？(2)鄰邊的位置？4 全橋測量中，當(dāng)兩組對邊(R1、R3)電阻值相同時，即R1= R3, R2= R4,而R1R2時，是否可以組成全橋：(1)可以,(2)不可以。 實驗二 差動電容傳感器的應(yīng)用一、實驗?zāi)康模?. 了解電容式傳感器的結(jié)構(gòu)。2. 了解電容式傳感器的靜態(tài)測量原理與方法。3. 了解電容式傳感器的動態(tài)測量原理與方法。（選做）二、基本原理：利用平板電容C=A/d的關(guān)系,在、A、d中三個參數(shù)中，保持二個參數(shù)不變，而只改變其中一個參數(shù)，就可使電容的容量(C)發(fā)生變化，通過相應(yīng)的測量電路，將電容的變化量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓量,則可以制成多種電容傳感器，如：變的濕度電容傳感器。變d的電容式壓力傳感器。變A的電容式位移傳感器。本實驗采用第種電容傳感器,是一種圓筒形差動變面積式電容傳感器。另：利用電容式傳感器動態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高等特點(diǎn)，可進(jìn)行動態(tài)位移測量。三、需用器件與單元：電容傳感器、電容傳感器實驗?zāi)０澹ㄒ葡?相敏檢波/濾波模板、低通濾波模板）、測微頭、雙線示波器（選用），測量控制儀9000型（數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓電源）。 四、實驗步驟： 1、靜態(tài)測量（1） 按圖1將電容傳感器裝于電容傳感器實驗?zāi)０迳?。圖1 電容式傳感器安裝示意圖（2） 將電容傳感器連線插入電容傳感器實驗?zāi)０?，實驗線路見圖2。圖2 電容式傳感器實驗接線圖（3） 將電容傳感器實驗?zāi)０宓妮敵龆薞01與數(shù)顯電壓表Vi相接，電壓表量程置2V檔，Rw調(diào)節(jié)到中間位置。（4） 接入15V電源，將測微頭旋至10mm處，活動桿與傳感器相吸合，調(diào)整測微頭的左右位置，使電壓表指示最小，并將測量支架頂部的鏍釘擰緊，旋動測微頭，每間隔0.2mm記下輸出電壓值(V)，填入表1。將測微頭回到10mm處，反向旋動測微頭，重復(fù)實驗過程。表1電容式傳感器位移與輸出電壓的關(guān)系（5） 根據(jù)表1數(shù)據(jù)計算電容傳感器的靈敏度S和非線性誤差f，分析誤差來源。（6） 本實驗采用的是差動變面積式電容傳感器，根據(jù)下面提供的電容傳感器尺寸，計算在移動0.5mm時的電容變化量(c)。傳感器外圓筒半徑R=8mm，內(nèi)圓筒半徑r=7.25mm，當(dāng)活動桿處于中間位置時，外圓與內(nèi)圓覆蓋部分長度L=16mm。 2、動態(tài)測量(選做)（1） 按圖3-5安裝傳感器，并按圖4-1接線。實驗?zāi)０遢敵龆薞01接低通濾波器輸入端、低通濾波器輸出端。接示波器一個通道（示波器軸為20ms/div、Y軸示輸出大小而變）。調(diào)節(jié)傳感器連接支架高度，使01輸出在零點(diǎn)附近。（2） 將低頻信號接入振動源，振動頻率選612Hz之間，幅度旋鈕置最小。（3） 將15V電源接到實驗?zāi)０迳?，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率與幅度旋鈕使振動臺振動幅度適中，注意觀察示波器上顯示的波形。（4） 保持低頻振蕩器幅度旋鈕不變，改變振動頻率，從示波器上讀出傳感器實驗?zāi)０遢敵鲭妷?1峰峰值。（5） 作出幅頻特性曲線，考慮一下這條曲線是傳感器的特性還是振動梁的特性? 五、注意事項 1實驗前應(yīng)檢查實驗接插線是否完好，連接電路時應(yīng)盡量使用較短的接插線，以避免引入干擾。 2接插線插入插孔時輕輕地做一小角度的轉(zhuǎn)動，以保證接觸良好，拔出時也輕輕地轉(zhuǎn)動一下拔出，切忌用力拉扯接插線尾部，以免造成線內(nèi)導(dǎo)線斷裂。3實驗前觀察系統(tǒng)的對稱性：將傳感器的可動電極放到最左端和最右端，觀察其輸出電壓。如果不對稱，則調(diào)節(jié)調(diào)零螺母，使其對稱，讓傳感器工作于最大線性范圍。六、思考題：試設(shè)計一個利用的變化測谷物濕度的電容傳感器？能否敘述一下在設(shè)計中應(yīng)考慮哪些因素？為了進(jìn)一步提高電容傳器的靈敏度，本實驗用的傳感器可作何改進(jìn)？實驗三 差動變壓器的應(yīng)用 一、實驗?zāi)康模毫私獠顒幼儔浩鳒y量振動的方法。 二、基本原理：與測量位移的原理相同。 三、需用器件與單元：音頻振蕩器、低頻振蕩器、差動變壓器實驗?zāi)０?、移?相敏檢波/濾波模板、數(shù)顯單元、示波器、直流穩(wěn)壓電源，振動源(2000型)或振動測量控制儀（9000型）。 四、實驗步驟： 1、將差動變壓器按圖3-5安裝在振動臺上，并用手按壓振動臺，不能使差動變壓器的活動桿有卡死的現(xiàn)象，否則必須調(diào)整安裝位置。 2、按圖3-6接線，并按以下步驟操作：(1)檢查接線無誤后，合上主控箱電源開關(guān)，用示波器觀察音頻振蕩器Lv端的Vp-p值，調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕使Vp-p=4V,頻率調(diào)整在5KHz。(2)用示波器觀察相敏檢波器的輸出，調(diào)整傳感器連接支架高度，使示波器顯示的波形幅值為最小。(3)仔細(xì)調(diào)節(jié)Rw1和Rw2使示波器(相敏檢波輸出)顯示的波形幅值更小，基本為零。(4)用手按住振動平臺(讓傳感器產(chǎn)生一個大位移)仔細(xì)調(diào)節(jié)移相器和相敏檢波器的旋鈕，使示波器顯示的波形為一個接近全波的整流波形。(5)松手后，整流波形消失變?yōu)橐粭l接近零點(diǎn)的直線(否則再調(diào)節(jié)Rw1和Rw2)。將低頻振蕩器信號接入振動源的輸入端，調(diào)節(jié)振動幅度旋鈕和頻率旋鈕，使振動平臺振動較為明顯，用示波器觀察放大器、相敏檢波器及低通濾波器的輸出端波形。3、保持低頻振蕩器的幅度不變，改變振蕩頻率（3Hz20Hz），用示波器觀察低通濾波器的輸出，讀出峰-峰電壓值，記下實驗數(shù)據(jù)，填入表（3-3)。 表3-3F(Hz)Vp-p(V) 4、根據(jù)實驗結(jié)果作出振動梁的幅頻特性曲線，指出梁的自振頻率范圍值，并與實驗九用應(yīng)變片測出的結(jié)果相比較。 5、保持低頻振蕩器頻率不變，改變振蕩幅度，可得到梁的振動振幅值大小。 注意事項：低頻激振電壓幅值不要過大，以免梁在自振頻率附近振幅過大。 五、思考題： 1、利用差動變壓器測量振動，在應(yīng)用上有些什么限制？ 2、如需確定梁的振動位移量（y），還要增加哪一項實驗？參考圖3-6，接入數(shù)顯電壓表，完成該項實驗。 3、用差動變壓器測量較高頻率的振幅，例如1KHz的振動幅度，可以嗎？差動變壓器測量頻率的上限受到什么影響？實驗四 交流激勵時霍爾式位移傳感器特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私饨涣骷顣r霍爾式位移傳感器的特性。 二、基本原理：交流激勵與直流激勵時的霍爾式位移傳感器的基本工作原理相同，不同之處是測量電路。 三、需用器件與單元：在實驗十六基礎(chǔ)上增加相敏檢波/移相/濾波模板、雙線示波器。 四、實驗步驟： 1、傳感器安裝同實驗十六，實驗?zāi)０暹B線見圖5-3，平衡網(wǎng)絡(luò)C1、R1與霍爾傳感器輸出端之間的聯(lián)線可暫時不接。2、調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率和幅度旋扭，從LV輸出端用示波器測量，使輸出信號頻率為1KHZ、Vp-p值達(dá)4V并接入電路中。（注意：激勵電壓必須從音頻LV端輸出，電壓過大會燒壞霍爾元件）。 3、先用示波器觀察放大器的輸出端信號，移動測微頭使霍爾傳感器處于磁鋼中點(diǎn)，即示波器指示值最小，接入平衡網(wǎng)絡(luò)C1、R1與霍爾傳感器輸出之間的聯(lián)線，調(diào)節(jié)電位器RW1、RW2使示波器顯示值更小。 4、調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器產(chǎn)生一個較大位移，用示波器觀察相敏檢波器輸出波形，調(diào)節(jié)移相電位器和相敏檢波器電位器，使示波器顯示全波整流波形，且數(shù)顯表顯示-相對值（數(shù)顯表置2V檔）。 5、調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器回到磁鋼中點(diǎn)，微調(diào)RW1、RW2與移相/相敏檢波器中的RW，使數(shù)顯表顯示為零，然后旋動測微頭記下每轉(zhuǎn)動0.2mm或0.5mm時電壓表的讀數(shù)，并填入表5-2。5-2：交流激勵時輸出電壓和位移的關(guān)系X(mm)V(mv) 6、根據(jù)表5-2作出V-X曲線，計算靈敏度S和非線性誤差。 五、思考題： 利用霍爾元件測量位移和振動時，使用上有何限制？實驗五 霍爾位移傳感器振動測量實驗* 請參考實驗三，將差動變壓器換成霍爾傳感器，根據(jù)實驗三，動手組織。實驗六 熱電偶測溫性能實驗(請先仔細(xì)閱讀P39溫控儀表操作說明） 一、實驗?zāi)康模毫私鉄犭娕紲y量溫度的原理與特性。 二、基本原理：將兩種不同的金屬絲組成回路，如果二種金屬絲的兩個接點(diǎn)有溫度差，在回路內(nèi)就會產(chǎn)生熱電勢，這就是熱電效應(yīng)，熱電偶就是利用這一原理制成的一種溫差測量傳感器，置于被測溫度場的接點(diǎn)稱為工作端，另一接點(diǎn)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(bǔ)償后的0、25的模擬溫度場。 三、需用器件與單元：K型、E型熱電偶、溫度源、溫度控制儀表、溫度控制測量儀（9000型）。 四、實驗步驟： 1、將熱電偶插到溫度源兩個傳感器插孔中任意一個插孔中，（K型、E型已裝在一個護(hù)套內(nèi)），K型熱電偶的自由端接到主控箱面板上溫控部分的Ek端，用它作為標(biāo)準(zhǔn)傳感器，配合溫控儀表用于設(shè)定溫度，注意識別引線標(biāo)記，K型、E型及正極、負(fù)極不要接錯（紅+， 黑；藍(lán)+，綠）。 2、放大電路調(diào)零。將R5、R6端接地，RW2大約置中，打開主控箱電源開關(guān)，將V02端與主控箱上數(shù)顯電壓表Vi端相接，調(diào)節(jié)Rw3使數(shù)顯表顯示零（電壓表置200mv檔）， (Rw3調(diào)零；Rw2調(diào)放大倍數(shù)) 3、記錄室溫。打開主控箱上溫儀控開關(guān)，設(shè)定儀表控制溫度值T=50，將溫度源的兩芯電源線插入主控箱溫控部分的220V輸出插座中。4、將E型熱電偶的自由端接入溫度傳感器實驗?zāi)０迳蠘?biāo)有熱電偶符號的a、b孔上，作為被測傳感器用于實驗，按圖1接線，熱電偶自由端連線中帶紅色套管或紅色斜線的一條為正端,接入“a”點(diǎn)。 5、去掉R5、R6接地線，將a、b端與放大器R5、R6相接，觀察溫控儀指示的溫度值，當(dāng)溫度穩(wěn)定在50時，記錄下電壓表讀數(shù)值。 6、重新設(shè)定溫度值為50+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值，并填入表1。表1：熱電偶測溫實驗數(shù)據(jù) 6、根據(jù)表1計算非線性誤差，靈敏度S。 7、將E型熱電偶的自由端連線從實驗?zāi)０迳喜鹑ゲ⒔拥綌?shù)顯電壓表的輸入端（Vi）直接讀取熱電勢值（電壓表置200mv檔），重復(fù)上述過程，根據(jù)E型熱電偶分度表查出溫度值（加熱源與室溫之間的溫差值）。 8、計算出加熱源的溫度，并與溫控儀的顯示值進(jìn)行比較，試分析誤差來源。 五、思考題： 1、熱電偶測量的是溫差值還是攝氏溫度值？實驗七 熱電阻測溫特性實驗（請先仔細(xì)閱讀P39溫控儀表操作說明） 一、實驗?zāi)康模毫私鉄犭娮璧臏y溫原理與特性。 二、基本原理：熱電阻用于測溫時利用了導(dǎo)體電阻率隨溫度變化這一特性，對于熱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。常用的有鉑電阻和銅電阻，熱電阻Rt與溫度t的關(guān)系為： Rt=R0(1+At+Bt2)本實驗采用的是Pt100鉑電阻，它的R0=100，At=3.968410-2/，Bt=5.84710-7/2，鉑電阻采用三線連接法，其中一端接二根引線主要為了消除引線電阻對測量的影響。 三、需用器件與單元：加熱源、K型熱電偶、Pt100鉑熱電阻、溫度控制儀、溫度傳感器實驗?zāi)０濉?四、實驗步驟： 1、參照圖1接線，拆去E型熱電偶與R5、R6之間的聯(lián)線。圖1 熱電阻測溫實驗接線圖 2、將Pt100鉑電阻的三根線分別接入溫度實驗?zāi)０迳稀癛t”輸入端的a、b點(diǎn)，用萬用表歐姆檔測量Pt100三根線，其中短接的二根線接b點(diǎn)，另一端接a點(diǎn)（）。這樣Pt100與R3、R1、Rw1、R4組成一直流電橋，它是一種單臂電橋。Rw1中心活動點(diǎn)與R6相接，Pt100的b點(diǎn)接R5。 3、加上15V模塊電源，將R5、R6端同時接地，接上電壓表（2V檔），調(diào)節(jié)Rw3使V02=0。 4、在“Rt”端點(diǎn)a與地之間加+2V或+4V直流電源，去掉R5、R6接地線并分別將“Rt”b中心點(diǎn)及Rw1相聯(lián)，調(diào)節(jié)Rw1使電橋平衡，即橋路輸出端b和中心活動點(diǎn)之間在室溫下輸出電壓為零。（Rw1：電橋調(diào)零） 5、將Pt100插入溫度源的另一傳感器插孔中，設(shè)定溫控儀溫度值為50，記錄下電壓表讀數(shù)，重新設(shè)定溫度值為50+nt，建議t=5，n=110，每隔1n讀出數(shù)顯表指示的電壓值與溫度表指示的溫度值，并將結(jié)果填入下表1。 表1 熱電阻測溫實驗數(shù)據(jù) 6、根據(jù)表1，計算其非線性誤差及靈敏度S。 注：這個測溫實驗中數(shù)顯電壓表指示的是室溫與溫度源的溫差值所對應(yīng)的實驗?zāi)K輸出電壓值，因為根據(jù)上述第步已將室溫值顯示為零。熱電阻測溫與熱電偶測溫有什么不同？ 如果要使電壓表顯示加熱器的攝氏溫度值，上述實驗電路該如何調(diào)整？需要補(bǔ)償器嗎？實驗八 集成溫度傳感器溫度特性實驗 一、實驗?zāi)康模毫私獬Ｓ玫募蓽囟葌鞲衅骰驹?、性能與應(yīng)用。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-50+150之間的溫度測量。溫敏晶體管是利用了集電極電流恒定時，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二種，電流型集成溫度傳感器在一定溫度下，它相當(dāng)于一個恒流源，因此它不易受接觸電阻、引線電阻、電壓噪聲的干擾，具有良好的線性特性。 本實驗采用的是美國NS公司生產(chǎn)的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。它使用方便且比電壓型的測量精度更高。使用范圍-50+150，溫度靈敏度：+10mV/。 三、需用器件與單元：K型熱電偶、溫度控制單元、集成溫度傳感器、溫度傳感器實驗?zāi)０?。LM35 四、實驗步驟： 1、將熱電偶插入加熱源的一個傳感器安裝孔中，把其中型熱電偶的自由端插入主控箱面板上的熱電偶E插孔中作為標(biāo)準(zhǔn)傳感器，與溫控表一起用于控制溫度，紅線為正極，熱電偶護(hù)套中已安置了二支熱電偶，型和E型，請注意標(biāo)號。 2、將集成溫度傳感器插入加熱源的另一個插孔中，尾部紅色線為正端，接入實驗?zāi)０迳系腶端，見圖11-3，藍(lán)色端插入b點(diǎn)上，黑色端接入地。a端接直流電源6V，b端與電壓表Vi相接，電壓表量程置2V檔。 3、合上電源開關(guān)和加熱源開關(guān)，記下室溫時的電壓表數(shù)值（VR）,它大致符合這一關(guān)系：VR=室溫100mV/（受R2及傳感器本身精度的限制，有一定的誤差）,設(shè)定溫度控制值為50，當(dāng)溫度在50時開始記錄電壓表讀數(shù)，重新設(shè)定溫度值為50+nt,建議t=5，n=110，每隔1n讀出數(shù)顯表指示的電壓值與溫控儀指示的溫度值并記入表11-3。 表11-3 4、由表11-1數(shù)據(jù)，作出TV曲線，計算在此范圍內(nèi)集成溫度傳感器的非線性誤差。 五、思考題：大家知道在一定的電流模式下二極管PN結(jié)的正向電壓與溫度之間具有一定的線性關(guān)系，你若有興趣可以利用普通二極管在50-100之間，實驗它的PN結(jié)電壓溫度特性，然后與集成溫度傳感器的特性進(jìn)行比較。實驗九 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實驗（請先仔細(xì)閱讀P39溫控儀表操作說明） 一、實驗?zāi)康模毫私鉄犭娕祭洌ㄗ杂桑┒藴囟妊a(bǔ)償?shù)脑砼c方法。 二、基本原理：熱電偶是一種溫差測量傳感器。為直接反映溫度場的攝氏溫度值，需對其自由端進(jìn)行溫度補(bǔ)償。熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校罕?、恒溫槽法、自動補(bǔ)償法、電橋法，常用的是電橋法(圖11-2)，它是在熱電偶和測溫儀表之間接入一個直流電橋，稱冷端溫度補(bǔ)償器，補(bǔ)償器電橋在0時達(dá)到平衡(亦有20平衡)。當(dāng)熱電偶自由端(a、b)溫度升高時(0)熱電偶回路的電勢Uab下降，由于補(bǔ)償器中PN結(jié)呈負(fù)溫度系數(shù)，其正向壓降隨溫度升高而下降，促使Uab上升，其值正好補(bǔ)償熱電偶因自由端溫度升高而降低的電勢，達(dá)到補(bǔ)償目的。 三、需用器件與單元：溫度傳感器實驗?zāi)０?、熱電偶、冷端溫度補(bǔ)償器、直流15V、外接+5V電源適配器。 四、實驗步驟： 1、按實驗三十五、步操作。 2、將冷端溫度補(bǔ)償器(0)上的熱電偶(E型)插入溫度源另一插孔中，在補(bǔ)償器、端加上補(bǔ)償器電源+5V（用外接適配器），將冷端補(bǔ)償器的、端接入數(shù)字電壓表，重復(fù)50+nt的加溫過程，記錄下數(shù)顯表上的數(shù)據(jù)。 3、將上述數(shù)據(jù)與實驗三十五中的結(jié)果進(jìn)行比較，分析補(bǔ)償前后的兩組數(shù)據(jù)，參照E型熱電偶分度表，計算因補(bǔ)償后使自由端溫度下降而產(chǎn)生的溫差值。 五、思考題： 上述的溫差值代表什么含義？實驗十 光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗 一、實驗?zāi)康模毫私夤怆娹D(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理及方法。 二、基本原理：光電式轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和對射型二種，本實驗采用反射型。傳感器內(nèi)部有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光在轉(zhuǎn)盤上反射后由光電管接受轉(zhuǎn)換成電信號，由于轉(zhuǎn)盤上有黑白相間的12個反射點(diǎn)，轉(zhuǎn)動時將獲得相應(yīng)的反射脈沖數(shù)，將該脈沖數(shù)接入轉(zhuǎn)速表即可得到轉(zhuǎn)速值。 三、需用器件與單元：光電轉(zhuǎn)速傳感器、5V直流電源、可調(diào)直流電源、轉(zhuǎn)動源（2000型）或轉(zhuǎn)動測量控制儀（9000型）、數(shù)顯轉(zhuǎn)速頻率表。 四、實驗步驟：1、光電轉(zhuǎn)速傳感器安裝如圖1所示，在傳感器支架裝上光電轉(zhuǎn)速傳感器，調(diào)節(jié)高度，使傳感器離轉(zhuǎn)盤表面2-3mm，并對準(zhǔn)反射點(diǎn)，將傳感器引線分別插入主控臺上相應(yīng)插孔，其中棕色接直流電源+5V、黑色接地端、蘭色接主控箱fin 端。轉(zhuǎn)速頻率表置“轉(zhuǎn)速”檔。圖1館 2、將主控箱轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)+2V-+24V電壓接到轉(zhuǎn)動源+2V+24V插孔上（2000型）。3、合上主控箱電源開關(guān)使電機(jī)轉(zhuǎn)動，并從轉(zhuǎn)速頻率表上觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速情況。如轉(zhuǎn)速顯示不穩(wěn)定，需調(diào)節(jié)傳感器的安裝高度。4、分別取1個反射點(diǎn)，4個反射點(diǎn)，12個反射點(diǎn)，用示波器件觀察輸出波形，并記錄相應(yīng)的頻率。記錄轉(zhuǎn)速頻率表上的數(shù)值。5、根據(jù)示波器的頻率計算轉(zhuǎn)速，并與轉(zhuǎn)速頻率表上的數(shù)值進(jìn)行比較，分析比較不同反射點(diǎn)測量的數(shù)據(jù)的差別 五、思考題： 已進(jìn)行的轉(zhuǎn)速實驗中用了多種傳感器測量，試分析比較一下在本儀器上哪種方法最簡單、方便。 分析一下各種傳感器的使用場合有什么不同？實驗十一 PSD位置傳感器位置測量實驗 PSD位置傳感器是光電檢測器件，利用PSD的光電流可測量入射到其感光區(qū)域的光斑能量中心位置(一維)，時間響應(yīng)快，可應(yīng)用于多種測量場合。本PSD位置傳感器采用了模似電路的位置處理，利用傳感器兩極輸出的電流，經(jīng)運(yùn)算放大器電流電壓變換，加減運(yùn)算，(有條件還可利用模似除法器)，其輸出電壓取決于光斑能量中心位置。一、PSD位置傳感器特征和參數(shù)： 1、直流供電：15V 2、PSD傳感器參考電壓：1.0V(系統(tǒng)自帶)。 3、半導(dǎo)體激光電源：2.6V(系統(tǒng)自帶)。 4、分辨率：根據(jù)調(diào)節(jié)輸出增益有不同的分辨，典型輸出幅度為2.0V時，分辨率為70mv/0.1mm左右。 5、滿程線性度：5%(PSD傳感器兩端線性度比較差)。 6、時間響應(yīng)：0.1s 7、輸出電壓穩(wěn)定度：0.03V/60sec；輸出電壓最大幅度：8V（需調(diào)整）。 8、中心位置偏差：0.02mm，且中心位置偏差補(bǔ)償可調(diào)。 9、線性度小于1%的有效距離為：1mm2mm。 10、光斑能量中心位置與光電流關(guān)系：L(12-11)/( 12+11)。二、PSD位置傳感器系統(tǒng)組成：見圖12 1、PSD傳感器。 2、電子處理模塊：I/V轉(zhuǎn)換 加減電路 除法器* 放大器(增益，調(diào)零) 3、半導(dǎo)體激光器。 4、機(jī)械調(diào)節(jié)支架(調(diào)節(jié)PSD傳感器與激光光斑位置)。 5、振動梁 注：“*”電路為調(diào)試中可增減部分。三、PSD傳感器位置測試實驗： (1)將測微頭與梁邊上的磁鐵吸合，調(diào)節(jié)測微頭來調(diào)整激光光源的上下位置。使光斑大約在PSD傳感器的中心點(diǎn)上。 (2)旋轉(zhuǎn)測微頭使光斑能在PSD傳感器有效面上移動。 (3)接入15V電源，將PSD信號輸出端V0與數(shù)字電壓表Vi相聯(lián)，電壓表置2V檔。 (4)調(diào)節(jié)測微頭，使電壓表指示為零。往上旋轉(zhuǎn)測微頭，每隔0.1mm或0.2mm讀一次電壓表數(shù)值，并記入下表。 (5)將測微頭回到零位，往下旋轉(zhuǎn)測微頭，同樣每隔0.1或0.2mm讀一次電壓表數(shù)值并填入上表。 (6)作出XV曲線，計算系統(tǒng)靈敏度及分析誤差的來源。 注：因PSD為高靈敏器件，系統(tǒng)的機(jī)械誤差及測微頭的誤差都將對測試精度產(chǎn)生較大影響。 四、思考題： 測量物體的位置與位移，其概念有什么不同？ 本實驗可以測微振動嗎？實驗十二 光柵傳感器莫爾條紋與柵距關(guān)系實驗 一、光柵傳感器原理 光柵傳感器是由標(biāo)尺光柵和指示光柵組成的。光柵在本質(zhì)上是指在光學(xué)玻璃上平行均勻地刻出的直線條紋。在標(biāo)尺光柵和指示光柵上，它們的線紋密度一樣，一般為10100線/毫米，標(biāo)尺光柵是一個固定的長條光柵，指示光柵是一個可以在標(biāo)尺光柵上移動的短形光柵，它們結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 把指示光柵平行放在標(biāo)尺光柵上面，再使它們線紋之間形成一個很小的夾角，在光線照過光柵時，在指示光柵上就會產(chǎn)生若干條粗的明暗條紋，這稱莫爾條紋。當(dāng)指示光柵和標(biāo)尺光柵相對作左右移動時，莫爾條紋也作相應(yīng)的移動。 二、演示裝置說明 本裝置的光柵數(shù)為50線，所以柵距為150=0.02mm,也就是說，當(dāng)莫爾條紋形成時，可觀察到的粗暗條紋間距應(yīng)為0.02mm(或粗明條紋間距)。注意的是莫爾條紋由最暗條紋到最明條紋是逐漸遞變的，再由明條紋到暗條紋也是逐漸遞變的。 本裝置使用外供電源為直流5V，對于圓孔插頭，圓心（對應(yīng)紅線）為正極，外殼（對應(yīng)蘭線）為負(fù)極。實驗時 點(diǎn)亮傳感器裝置內(nèi)的發(fā)光二極管，逆時針(或順時針)旋轉(zhuǎn)千分卡，透過指示光柵得四小片區(qū)域，可看見明暗相間的莫爾條紋移動。為了便于觀察，以指示光柵的四小片區(qū)域中的其中之一扇區(qū)作為瞄準(zhǔn)區(qū)域，采用單眼觀察，距離觀察窗3050cm，保持觀察姿勢不動，很緩慢地旋轉(zhuǎn)千分卡，當(dāng)莫爾條紋通過被觀察的扇區(qū)時，其亮度將逐漸由最明漸變到最暗，再由最暗漸變到最明，如此循環(huán)。當(dāng)觀察到扇區(qū)由第一次最暗漸變到第二次最暗時，即相當(dāng)于傳感器裝置位移了一個周期，相當(dāng)于一個柵距0.02mm，由于旋轉(zhuǎn)的千分卡每一細(xì)格為0.01mm，所以，每觀察到莫爾條紋移動一個柵距0.02mm（一個條紋周期），千分卡即旋轉(zhuǎn)了兩個細(xì)格20.01=0.02mm。 注意旋轉(zhuǎn)千分卡時，手勢應(yīng)很緩慢，觀察莫爾條紋移動采用單眼觀察。實驗十三 光柵傳感器莫爾條紋的細(xì)分、計數(shù)實驗 一、光柵傳感器原理 光柵是由標(biāo)尺光柵和指示光柵組成的。光柵在本質(zhì)上是指在光學(xué)玻璃上平行均勻地刻出的直線條紋。在標(biāo)尺光柵和指示光柵上，它們的線紋密度一樣，一般為10100線/毫米，標(biāo)尺光柵是一個固定的長條光柵，指示光柵是一個可以在標(biāo)尺光柵上移動的短形光柵，它們結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 把指示光柵平行放在標(biāo)尺光柵上面，再使它們線紋之間形成一個很小的夾角，在光線照過光柵時，在指示光柵上就會產(chǎn)生若干條粗的明暗條紋，這稱莫爾條紋。當(dāng)指示光柵和標(biāo)尺光柵相對作左右移動時，莫爾條紋也作上、下移動，也就是說，莫爾條紋的移動方向和光柵移動方向是接近垂直的，如圖1-2所示。如果莫爾條紋的寬度是W，并按W/4處分別按置兩個光敏三極管，隨著指示光柵左右移動，莫爾條紋的上下移動，在光敏三極管中就感應(yīng)出和光線亮度相應(yīng)的電流。很容易理解，在莫爾條紋移動時，在光敏三極管產(chǎn)生的電流呈正弦波形狀，光線暗時電流小，光線亮?xí)r電流大。由于二個光敏管所處的位置關(guān)系，二個光敏三極管的電流在相位上相差90。 在光柵中，指示光柵移動一個柵距時，則在其上的莫爾條紋移動一個寬度W，而光柵柵距很小，十分之一毫米到百分之一毫米，但莫爾條紋的寬度是厘米級的。很明顯光柵對移是有放大作用的。利用光敏三極管對莫爾條紋的檢測就可以檢測出指示光柵和標(biāo)尺光柵的相對位置，也就是它們的位移位置，在指示光柵上，以四分之一的莫爾紋寬度為距離安置的兩個光敏三極管Ta，Ta所檢出的電流信號如圖1-3所示。在圖中La的檢測電流，而VA則是由比較器放大之所得的，對應(yīng)開關(guān)電壓：Ib是光敏管Tb的檢測電流，VB則是放大所得的對應(yīng)開關(guān)電壓，在圖1-2中，當(dāng)指示光柵向左移動時，莫爾條紋向上移動，形成了圖1-3(a)中的電流電壓波形，當(dāng)指示光柵向左移動時，莫爾條紋向下移動時，則形成了圖1-3(b)電流電壓波形。 在圖1-3(a)的VAVB波形說明，當(dāng)指示光柵左移時，VAVB的電平邏輯為0001111000，圖1-3(b)的VAVB的波形說明，當(dāng)指示光柵右移時，VAVB的電平邏輯為0001110100，反之，從電平邏輯的變化情況，也可以判別出指示光柵移動方向。 二、細(xì)分計數(shù)板說明 根據(jù)前面講述的光柵莫爾條紋的形成特點(diǎn)可重得出：指示光柵每移動一個柵距，則會使莫爾條紋移動一個紋距，而一個移距會在光敏三極管中產(chǎn)生一個周期的正弦波。對于50線光柵，每移動1/50mm的距離，則產(chǎn)生一個正弦波輸出，對于已制成的光柵傳感器，其上已把正弦波通過比較器整形成方波輸出，所以在計數(shù)板上，當(dāng)移動光柵傳感器時，測試點(diǎn)TP1(A端)、TP2(B端)的輸出波形是一相位差90的方波。見圖2-1。為了提高計數(shù)分頻率，通常對光柵傳感器輸出方波進(jìn)行四倍頻細(xì)分，對于移動一個柵距而形成TPl、TP2方波，在一個周期內(nèi)，其信號輻值變化為：1110000111，或1011010010，即每一周期有4個電平變化，利用D觸發(fā)器可獲得4個邊緣脈沖信號，若計數(shù)器是對這樣的邊緣脈沖計數(shù)，則將使光柵計數(shù)分辨率（精度)提高4倍。 例如：采用50線光柵傳感器，再經(jīng)過4倍頻電路后，計數(shù)分辨率將變成： 1/50x14=1200=5m 對于本計數(shù)板，就是針對50線光柵的4倍頻后而計數(shù)顯示的，所以顯示辨率將是0.005mm（5m）。 觀察測試點(diǎn)TP3(C端)、TP4(D端)，將看到4倍頻后的邊緣脈沖(計數(shù)脈沖)輸出，當(dāng)光柵左移時，是TP3有輸出，當(dāng)光柵右移時，是TP4有輸出。 本板設(shè)有一清零鍵，按此鍵可將當(dāng)前顯示值清為0000狀態(tài)。實驗十四 光纖壓力傳感器實驗一、實驗?zāi)康模毫私夤饫w壓力傳感器的原理結(jié)構(gòu)、性能。二、實驗原理：利用光纖的導(dǎo)光作用，將壓力傳感器轉(zhuǎn)換出來的光信號傳輸?shù)綔y量裝置的光敏元件上，轉(zhuǎn)換成電信號，實現(xiàn)測量。光纖壓力傳感器的突出特點(diǎn)是電和磁絕緣性好、傳輸信息量大、傳輸損耗小、便于遠(yuǎn)距離監(jiān)測。三、需用器件與單元：直流穩(wěn)壓電源、電壓表、單眼光纖、光纖壓力模塊、氣壓源、硬管。四、實驗步驟：1、用透明硬管將氣壓源與光纖壓力模塊連接好。在模塊上插好單眼光纖。2、接好光纖壓力模塊電源，將輸出接入電壓表，調(diào)節(jié)增益至最大，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使電壓表顯示為“0”V。3、打開氣壓源電源，通過調(diào)節(jié)流量計改變壓力，使壓力表在8Kp，每上升2Kp分別將電壓表讀數(shù)填入下表。氣壓（Kp）81012141618電壓（V）4、做出壓力電壓曲線5、計算靈敏度和非線性誤差。實驗十五 自動檢測技術(shù)設(shè)計性實驗實驗名稱：振動測量實驗所屬課程：自動檢測技術(shù)實驗類型：設(shè)計性實驗實驗類別：基礎(chǔ) 專業(yè)基礎(chǔ) 專業(yè)實驗學(xué)時：課內(nèi)2學(xué)時、課外2學(xué)時一、 實驗?zāi)康?學(xué)會選擇振動測量傳感器，確定振動測量實驗方案。2.設(shè)計振動測量電路，在實驗裝置上搭建振動測量實驗電路。二、預(yù)習(xí)與參考1.預(yù)習(xí)1） 復(fù)習(xí)霍爾式傳感器、差動傳感器的結(jié)構(gòu)，掌握其工作原理；2）預(yù)習(xí)傳感器實驗裝置配套實驗指導(dǎo)書中差動變壓器特性及振動測量、霍爾傳感器的應(yīng)用實驗。2.參考資料：1）自動檢測技術(shù)相關(guān)教材；2）傳感器實驗裝置配套實驗指導(dǎo)書。三、設(shè)計指標(biāo) 振動頻率為1-20Hz，振動范圍為5-10mm，在示波器和測試裝置上顯示所測振動值。四、實驗要求（設(shè)計要求）1. 設(shè)計一個振動測量的系統(tǒng)，畫出測量原理框圖。（課外）2. 參照實驗裝置使用說明，設(shè)計振動測量系統(tǒng)各組成單元，畫出測量單元接線圖和電路圖。（課外）3. 測量單元接線圖經(jīng)實驗老師檢查合格后，方可在實驗設(shè)備上接線實驗。4. 改變振動頻率和幅值，在數(shù)顯表和示波器上觀察測量值的變化并記錄數(shù)據(jù)和波形。五、實驗（設(shè)計）儀器設(shè)備和材料清單 CSY2000SET9000實驗裝置、導(dǎo)線、示波器六、實驗設(shè)計及實施的指導(dǎo)1.在所學(xué)的霍爾傳感器、差動變壓器等傳感器中選擇合適的傳感器，設(shè)計實驗原理圖。2設(shè)計傳感器及振動源、信號處理電路，信號處理電路主要包括放大電路、濾波電路、相敏檢波電路。3.根據(jù)所設(shè)計的信號處理電路，在傳感器實驗裝置上選擇合適信號處理模塊，搭建信號檢測及信號處理電路。4.將系統(tǒng)接交流激勵，調(diào)節(jié)測量電路，使低通濾波器輸出電壓正負(fù)對稱。5.保持適當(dāng)?shù)皖l振幅，用示波器觀察輸出波形。進(jìn)一步提高低頻振幅，當(dāng)波形出現(xiàn)頂部削頂時，說明輸出進(jìn)入飽和狀態(tài)，已不再隨振動量的增加而線性增加。6.保持適當(dāng)振幅，用示波器觀察差動放大器和低通濾波器的波形。用電壓表讀出振幅值。