傳感器實驗講義

1、江西師范大學(xué)物理與通信電子學(xué)院錄產(chǎn)品說明 實驗指導(dǎo)2007-3-5第一章第二章一、金屬箔式應(yīng)變片性能一單臂電橋二、金屬箔式應(yīng)變片：單臂、半橋、全橋比較三、相敏檢波器實驗四、交流全橋得應(yīng)用一電子秤五、差動變壓器（互感式）得性能六、電渦流傳感器得靜態(tài)標(biāo)定七、電渦流傳感器得應(yīng)用一振幅測量八、霍爾式傳感器得直流激勵特性九、霍爾傳感器得應(yīng)用一電子秤十、壓電傳感器得動態(tài)響應(yīng)實驗十一、光纖位移傳感器靜態(tài)實驗十二、光電開關(guān)得轉(zhuǎn)速測量實驗第一章產(chǎn)品說明一. CSY傳感器實驗儀簡介（CSY-910. 910A 998A、998A+. 998B 998B十等六種型號）實驗儀主要由四部分組成：傳感器安裝臺.顯示與激勵

2、源、傳感器符號及引線單元、處 理電路單元傳感器安臺部分：裝有雙平行振動梁（應(yīng)變片、熱電偶、PN結(jié)、熱敏電阻、加熱器、 壓電傳感器、梁自由端得鋼）、激採線圏、雙平行梁測微頭、光纖傳感器得光電變換座. 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03. 5插孔.霍爾傳感器 得二個半圓發(fā)鋼、振動平臺（圓盤）測微頭及支架、振動圓盤（圓盤歿鋼、激振線.霍爾片. 電渦流檢測片、差動變壓器得可動芯子、電容傳感器得動片組、2nin 直流電阻:激勵源端O 800QT、5K0;輸出端口 3000-5000日本JVC公司生產(chǎn)得線性半導(dǎo)體霍爾片，它置于環(huán)形戲鋼構(gòu)成得様度發(fā)場中。4. 熱電偶直流電阻:10Q

3、左右 由兩個銅一康銅熱電偶串接而成，分度號為T,冷端溫度為環(huán)境溫 度.5. 電容式傳感器量程:2mm 由兩組定片與一組動片組成得差動變面積式電容.1 數(shù)字式電壓/頻率表；3位半顯示，電壓范S 02V、020V,頻率范m 3Hz2KHz. 10Hz 20KHz,靈敏度W50fnV.2、脂針式毫伏表: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、4KHz10KHZ輸出連續(xù)可調(diào),Vpp值20V輸出連續(xù)可調(diào)，180、0反和 輸出，LV端最大功率輸出電流0. 5Ao2、低頻振蕩器:1-30Hz輸出連續(xù)可調(diào),Vp-p值20V輸出連續(xù)可調(diào)，最大輸出電

4、流05A,Vi端 可提供用做電流放大器。（五）二套懸臂梁、測微頭雙平行式懸臂梁二副（其中一副為應(yīng)變梁，另一副霰在內(nèi)祁與振動圓盤相連），梁端裝有 永久越鋼、激振線圏與可拆卸式螺旋測微頭，可進(jìn)行位移與圾動實臉（右邊圓盤式工作臺由 “激振I帶動，左邊平行式懸臂梁由II帶動）。（六）電加熱器二組電熱絲組成,加熱時可荻得高于環(huán)境溫度309左右得升溫。（七）測速電機(jī)一組由可調(diào)得低噪聲高速軸流風(fēng)扇組成，與光電開關(guān).光纖傳感器配合進(jìn)行測速（八）二組穩(wěn)壓電源直流15V,主要提供溫度實臉時得加熱電源，最大激勵1.5Ao2V10V分五檔輸出，最大輸出電流1.5Ao提供直流激勵源。（九）計算機(jī)聯(lián)接與處理數(shù)據(jù)采集卡：十

5、二位A/D轉(zhuǎn)換，采樣速度10000點(diǎn)/秒，采樣速度可控制，釆樣形式多樣。 標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口，與計算機(jī)串行工作。良好得計舞機(jī)顯示界面與方便實用處理軟件，實驗項目得選擇與編輯、數(shù)攜采集、數(shù)據(jù)處埋、 圖形分析與比較、文件存取打印.使用儀器時打開電源開關(guān)，檢查交.直流信號源及顯示儀衷就是否正常.儀器下部面板 左下角處得開關(guān)為控制處理電路15V得工作電源，進(jìn)行實臉時請勿關(guān)掉，為保證儀器正常 工作嚴(yán)禁15V電源間得相互短路，建議平時將此兩輸出插O封住指針式毫伏表工作前需對地短路調(diào)零，取掉短路線后指針有所偏轉(zhuǎn)就是正?，F(xiàn)象，不影響測注意，本儀器就是實臉性儀器各電路完成得實臉主要目得就是對各傳感器測試電路做

6、 定性得臉證，而非工業(yè)應(yīng)用型得傳感簿定量測試.三、各電路與傳感器性能建議通過以下實驗檢查就是否正常。1、應(yīng)變片及差動放大器，進(jìn)行單臂、半橋與全橋?qū)嶒?，各?yīng)變片就是否正常可用萬用表電阻 檔在應(yīng)變片兩端測量。各接線圖兩個節(jié)點(diǎn)間即一實臉接插線接插線可多根迭插.2、進(jìn)行“相敏檢波器實驗5相敏檢波器端口序數(shù)規(guī)律為從左至右，從上到下，其中5端為參 考電壓輸入端。3、進(jìn)行“電容式傳感器特性”實驗，當(dāng)振動圓盤帶動動片上下移動時，電容變換器Vo端電壓 應(yīng)正負(fù)過零變化。4、進(jìn)行“光纖傳感器一位移測量，”光纖探頭可安裝在原電渦流線圈得橫支架上圏定，端面 垂直于鍍珞反射片，義動測微儀帶動反射片位置變化從差動放大器輸出

7、端讀出電壓變化值。5、進(jìn)行光纖（光電）式傳感器測速實臉，從F/V衷Fo端讀出頻率信號.F/V衷置2K檔。6、低通濾波器:將低頻圾蕩器輸出信號送入低通濾波器輸入端輸出端用示波器觀察，注意根 據(jù)低通輸出幅值調(diào)節(jié)輸入信號大小。7、進(jìn)行“差動變壓器性能”實臉，檢查電感式傳感器性能，實驗前要找出次級線團(tuán)同名端, 次級所接示波器為懸浮工作狀態(tài)。8、進(jìn)行“霍爾式傳感器直流激勵特性實臉,直流激勵僞;號不能大于2V。9、進(jìn)行“電渦流傳感器得靜態(tài)標(biāo)定實驗，接線參照圖19,其中示波器觀察波形端口應(yīng)在渦 流變換器得左上方，即接電渦流線圏處，右上端端口為輸出經(jīng)整流后得直流電壓。10. 進(jìn)行“光電開關(guān)(反射)”實臉。11

8、. 如果儀器就是帶微機(jī)接口與實臉軟件得,請參閱微機(jī)數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)軟件使用說明。 數(shù)據(jù)釆集卡已裟入儀器中，其中A/D轉(zhuǎn)換就是12位轉(zhuǎn)換器.儀器后部得RS232接口與計算機(jī)串行口相接，信號采集前請正確設(shè)置串口，否則計算機(jī) 將收不到信號。儀鴛工作時需要良好得接地，以減小千擾信號，關(guān)盡量遠(yuǎn)離電磁千擾源。儀器得型號不同，傳感器種矣不同，則檢查項a也會有所不同。上述檢查及實驗?zāi)軌蛲瓿桑瑒t整臺儀器各部分均為正常.實驗時請注意實驗指導(dǎo)書中得實驗內(nèi)容后得“注意事項”，要在確認(rèn)接線無誤得情況下 再開啟電源，要盡量避免電源短路情況得發(fā)生，實驗工作臺上各傳感器部分如位置不太正確 可松動調(diào)節(jié)螺絲稍作調(diào)整，用手按下振動梁再

9、松手，各部分能隨梁上下振動而無碰擦為宜。本實臉儀器需防塵，以保證實臉接觸痕好，儀器正常工作溫度0C-40 C第二章實驗指導(dǎo)實驗一金屬箔式應(yīng)變片性能一單臂電橋一、實驗?zāi)康茫毫私饨饘俨綉?yīng)變片單臂單橋得工作原理與工作情況.二、實驗原理：本實驗說明箔式應(yīng)變片及單臂直流電橋得電源得原理與工作情況.應(yīng)變片就是最常用得測力傳感元件。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)變片得敏感柵隨同變形，其電阻也隨之發(fā)生相應(yīng)得變化，通過 測量電路，轉(zhuǎn)換成電信號輸出顯示。電橋電路就是最常用得非電量電測電路中得一種，當(dāng)電橋平衡時，橋路對臂電阻來積相 等，電橋輸出為零，在橋臂四個電阻RJ

10、R2、R3. R4中，電阻得相對變化率分別為 R1/R1、T左_蟲 R2/R2、R3/R3、R4/R4,當(dāng)使用一個應(yīng)變片時，-;當(dāng)二個應(yīng)變片紐成差動狀態(tài)r _空工作，則有云 ；用四個應(yīng)變片組成二個差對工作，且R1=R2=R3=R4=R,R 。由此可知，單臂、半橋、全橋電路得靈敏度依次增大。所需單元及部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動放大器、雙平行梁、測微頭、一片應(yīng)變片、 F/V表.主、副電源.旋鈕初始位置：直流穩(wěn)壓電源打到2V檔,F/V表打到2V檔，差動放大增益最大。三、實驗步驟：(1) 了解所需單元.部件在實臉儀上得所在位置觀察梁上得應(yīng)變片，應(yīng)變片為棕色襯底箔式 結(jié)構(gòu)小方薄片。上下二片梁得外表面

11、各貼二片愛力應(yīng)變片與一片補(bǔ)償應(yīng)變片，測微頭在雙平 行梁前面得支座上，可以上、下、前、后、左、右調(diào)節(jié)。(2) 將差動放大器碉零：用連線將差動放大器得正(+)、負(fù)(-)、地短接。將差動放大器得輸出 端與F/V衷得輸入插口 Vi相連;開啟主、副電源；調(diào)節(jié)差動放大器得增益到最大位置，然后調(diào) 埜繪動放大器得調(diào)零淀機(jī)使F/V表顯示為零，關(guān)閉主.副電源。根據(jù)圖1接線。R仁R2、R3為電橋單元得固定電阻:Rx=R4為應(yīng)變片。將穩(wěn)壓電源得切換 開關(guān)置4V檔,F/V表置20V檔。調(diào)節(jié)測微頭脫離雙平行梁，開啟主、副電源，調(diào)節(jié)電橋平衡 網(wǎng)絡(luò)中得W1,使F/V表顯示為零然后將F/V表置2V檔再調(diào)電橋(慢慢地調(diào))，使F/

12、V表顯 示為零。(4)將測微頭轉(zhuǎn)動到10mm刻度附近安裝到雙平等梁得自由端(與自由端磁鋼吸合)，調(diào)節(jié)測 微頭支柱得高度(梁得自由端跟隨變化)使F/V表顯示最小，再淀動動測微頭，使F/V表顯示為 零(細(xì)調(diào)零)，這時得測微頭刻度為零位得相應(yīng)刻度.(5) 往下或往上旋動測微頭，使梁得自由端產(chǎn)生位移記下F/V表顯示得值。建議毎旋動測微頭 一周即 X=0. 5mm記一個數(shù)值填入下表：位移(mm)電圧Cmv)據(jù)所得結(jié)果計算靈敏度S=AV/AXC式中X為梁得自由端位移變化,V為相應(yīng)F/V表顯 示得電壓相應(yīng)變化).(7)實驗完畢，關(guān)閉主、副電源，所有旋鈕轉(zhuǎn)到初始位置。四、注意事項：0)電橋上端虛線所示得四個電

13、阻實際上并不存在，僅作為一標(biāo)記，讓學(xué)生組橋容易。(2) 做此實驗時應(yīng)將低頻振蕩器得幅度關(guān)至最小，以減小其對直流電橋得影響電位器W1、W2,在有得型號儀器中標(biāo)為RD、RAo五、問題：(1) 本實驗電路對直流穩(wěn)壓電源與對放大器有何要求？(2) 根據(jù)所給得差動放大器電路原理圖，分析其工作原理，說明它既能作差動放大，又可作同 相或反和放大器。實驗二金屬箔式應(yīng)變片：單臂.半橋.全橋比校實驗?zāi)康?驗證單臂、半橋、全橋得性能及相互之間關(guān)系。二、實驗原理:說明實際使用得應(yīng)變電橋得性能與原理。已知單臂.半橋與全橋電路得ZR分別為AR/R、2AR/R. 4AR/R。根據(jù)戴維定理可以 得出測試電橋得輸出電壓近似等于

14、1/4、E. ER,電橋靈敏度Ku二V/AR/R,于就是對應(yīng)單臂、 半橋與全橋得電壓靈敏度分別為1/4E、1/2E與E、。由此可知，當(dāng)E與電阻相對變化一定時,電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值得大小無關(guān)。所需單元與部件:直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、電橋、F/V表、測微頭、雙平行梁、應(yīng)變 片、主、副電源。有關(guān)旋鈕得初始位置：直流穩(wěn)壓電源打到2V檔.F/V表打到2V檔，差動放大器增益打到 最大。三、實驗步嫁：(1) 按實臉一方法將差動放大器調(diào)零冶，關(guān)閉主、副電源。按圖1接線圖中Rx=R4為工作片，r及為電橋平衡網(wǎng)絡(luò)。(3) 調(diào)整測微頭使雙平行梁處于水平位置(a測)，將直流穩(wěn)壓電源打到4V檔。選擇適當(dāng)?shù)?放

15、大增益，然后調(diào)摳電橋平衡電位器Wh使表頭顯示零(需預(yù)熱幾分鐘表頭才能穩(wěn)定下來幾(4)旋轉(zhuǎn)測微頭使梁移動，鳥隔0. 5nin讀一個數(shù),將測得數(shù)值填入下表，然后關(guān)閉主、副電源:位移(mm)電床(div)(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)相反得另一應(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)測微頭使梁到水平位置(3測)，調(diào)節(jié)電橋帕使F/V衷顯示表 顯示為零，重復(fù)(4)過程同樣測得讀數(shù)，填入下表：位移(mm)電壓(mv)(6) 保持差動放大器增益不變，將R1,R2兩個固定電阻換成另兩片受力應(yīng)變片(即R1換成，R2 換成，)組橋時只要掌握對臂應(yīng)變片得受力方向相同，鄰臂應(yīng)變片得

16、受力方向相反即可，否則 相互抵消沒有輸出。接成一個直流全橋，調(diào)節(jié)測徽頭使梁到水平住置，調(diào)節(jié)電橋W1同樣使F/V 衷顯示零。重復(fù)(4)過程將讀出數(shù)據(jù)填入下表位移(mm)電床(mv)(7) 在同一坐標(biāo)紙上描出X-V曲線，比校三種接法得靈敏度四、注意事項：(1) 在更換應(yīng)變片時應(yīng)將電源關(guān)閉。(2) 在實驗過程中如有發(fā)現(xiàn)電壓表發(fā)生過載，應(yīng)將電壓量程擴(kuò)大。(3) 在本實驗中只能將放大器接成差動形式，否則系統(tǒng)不能正常工作。(4) 直流穩(wěn)壓電源4V不能打得過大，以免損壞應(yīng)變片或造成嚴(yán)重自熱效應(yīng)。(5) 接全橋時請注意區(qū)別各片子得工作狀態(tài)方向。實驗三相敏檢波器實驗實驗?zāi)康茫毫私獍貧皺z波器得原埋與工作請況。二、

17、實驗原理：棚敏檢波電路如圖3A所示，圖中為輸入信號端，為輸出端，為交流參考 電壓輸入端，為直流參考電壓輸入。當(dāng)端輸入控制電壓信號時，通過開環(huán)放大器得作用 場效應(yīng)晶體管處于開關(guān)狀態(tài)。從而把輸入得正弦信號轉(zhuǎn)換成半波整流信號。所需單元與部件：相敏檢波器、移相器、音頻振蕩器.雙蹤示波器、直流穩(wěn)壓電源、低 通濾波器、F/V表、主、副電源有關(guān)旋鈕得初始位置:F/V置20K檔。音頻振蕩器頻率為4KHZ,幅度置最小(逆時針到 底)，直流穩(wěn)壓電湖輸出置于2V檔主、副電源關(guān)閉。三、實驗步?。?1) 了解相敏檢波器與低通濾波器在實驗儀面板上符號。(2) 根據(jù)圖3A得電路接線,將音頻振蕩器得信號0輸出端輸出至相敏檢波

18、器輸入端，把直 流穩(wěn)壓電源+2V輸出接至相敏檢波器得參考輸入端,把示波器兩根輸入線分別接至相敏 檢波器得輸入端與輸出端組成一個測量線路。W (Lv) 5相敏檢波器示波器aH o o o” V-亠：2VT圖3A(3) 調(diào)整好示波器，開啟主、副電源，調(diào)整音頻振蕩器得幅度旋牢且，示疲器輸出電壓為峰峰值 4V,觀察輸入與輸出波形得相位與幅度值關(guān)系。(4) 改變參考電壓得極性，觀察輸入與輸出波形得相住與幅值關(guān)系.由此可得出結(jié)論，當(dāng)參考 電壓為正吋，輸入與輸出同相，當(dāng)參考電壓為負(fù)吋，輸入與輸出相反。(5) 關(guān)閉主、副電源，根據(jù)圖3B重新接線，將音頻振蕩器得信號從0輸出至梱敏檢波器得輸 入端，并同時按相敏檢

19、波器得參考輸入端，把示波器得兩根輸入線分別接至相敏檢波器 得輸入與輸出端，將相敏檢波器輸出端同時與低通濾波器得輸入端連接起來，將低通 濾波器得輸出端與直流電壓表連接起來，組成一個測量線路(此時,F/V置于20V檔)。(6) 開啟主、副電源，調(diào)整音頻振蕩器得輸出幅度，同時記錄電壓表得讀數(shù)，填入下表。圖3B單位:VVip-p0. 5I1234816Vo11(7) 關(guān)閉主、副電源，根據(jù)圖3C得電路重新接線將音頻振蕩器得信號從00端輸出至相敏檢 波器得輸入端，將從1800輸出端輸出接至移相器得輸入端，把移相器輸出端接至和敏檢波 器得參考輸入端把示波器得兩根輸入線分別接至相敏檢波器得輸入端與輸出端同時

20、與低通漁波器輸入端連接起來，將低通濾波器輸出端與直流電壓衷連接起來，組成一測童線路.y咨相器低通逵波器F/V喪圖3C(8) 開啟主、副電源，轉(zhuǎn)動移相器上得移相電位器，觀察示波器得顯示波形及電壓表得讀數(shù), 使得輸出盍大。(9) 調(diào)整音頻振蕩器得輸出幅度，同時記錄電壓表得讀數(shù)，填入下表。單位:VVp-P0, 5 I 1231s16Vo11四、思考題：(1) 根據(jù)實驗結(jié)果，可以知道相敏檢波器得作用就是什么？移相器在實臉線路中得作用就是 什么？(即參考端輸入波形相位得作用)(2) 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得輸入端與附加觀察端 與，觀察波形來回答粕敏檢波器中得整形電路就是將

21、什么波轉(zhuǎn)換成什么波，相位如何？什么作用？(3) 當(dāng)相敏檢波器得輸入與開關(guān)信號同相時，輸出就是什么極性得什么波，電壓表得讀數(shù)就是 什么極性得最大值。實驗四交流全橋得應(yīng)用一電子秤一、實臉目得：了解交流供電得金屬箔式應(yīng)變片電橋得實際應(yīng)用。所需單元及部件：音頻摭蕩器、電橋、差動放大器、移相器、低通濾波器、F/V表，鎂碼、 主副電源、雙平行梁、應(yīng)變片。二、實驗步差動放大調(diào)整為零，將差動放大(+)、(-)輸入端與地短接，輸出端與F/V表輸入端Vi相連, 開總主副電源后調(diào)差放得調(diào)零淀鈕使F/V顯示為零，再將F/V表切換天關(guān)置2V檔，再細(xì)調(diào) 差放調(diào)零淀鈕使F/V表顯示為零,然后關(guān)閉主、副電源。按圖4接線.圖中

22、R仁R2、R3、R4為應(yīng)變片;Wk W2. C. r為交流電橋調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)，電 橋交流激勵源必須從音頻振蕩器得LV輸出口引入，音頻採蕩器旋才丑置中間位置。按住振動梁(雙平行梁)得自由端。淀轉(zhuǎn)測微頭遠(yuǎn)離振動梁自由端.將F/V表得切換開關(guān) 置20V檔，示波器X軸打描吋間切換到0、10. 5ms, Y軸CH1與CH2切換開關(guān)置5V/div,音 頻振蕩器得頻率旋鈕置5KHZ,幅度淀飽置中間幅度。開啟主、副電源，調(diào)節(jié)電橋網(wǎng)絡(luò)中得VM 與W2,使F/V表與示波器顯示最小，再把F/V表與示波器Y軸得切換開關(guān)分別置2V檔與 50nw/div,細(xì)調(diào)朋 與W2及差動放大器調(diào)零淀鈕使F/V衷得顯示值最小，示波器得波

23、形為一 條水平線(F/V表顯示值與示波器a形不完全相符時二者兼顧即可).現(xiàn)用手按住梁得自由端 產(chǎn)生一個大位移。調(diào)節(jié)移相器得移相旋鈕，使示波器顯示全波檢波得圖形。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與*2(4) 在梁得自由端加所有鎂碼，調(diào)節(jié)差放增益旋鈕，使F/V表顯示對應(yīng)得童值，去除所有誤碼, 調(diào)W1使F/V表顯示零，這樣重復(fù)幾次進(jìn)行標(biāo)定。(5) 在梁自由端(繼鋼處)逐一加上鎂碼，把F/V衷得顯示值填入下衷.并計舞靈敏度。w(g)V(v)(6)梁自由端放上一個重量未知得重物，記錄F/V表得顯示值，得出未知重物得重童。 三、注意亨項：枝碼與玄物應(yīng)放在梁自由端得鋼上得同一點(diǎn).實驗

24、五(互感W24劇a f fUl_b差動變壓器一.實驗0 壓器原理及式)得性能得：了解差動變工作情況基動變壓器由銜鐵、初級線圈、次級線圈與線一、實驗原理：上 電葉加絡(luò)片圏骨架等組成。初級線圏做為差動變壓器激勵用，相當(dāng)于變壓器得原邊次級線由兩個結(jié)構(gòu) 尺寸與參數(shù)相同得線圈反相串接而成相當(dāng)于變壓器得副邊差動變壓器就是開彪路，工作就 是建立在互感基鈾上得。其原理及輸出特性見圖5A。所需單元及步件：音頻輾蕩器、測微頭、示疲器、主、副電源、差動變壓器、振動平臺。 有關(guān)旋鈕空始位置：音頻振蕩器4KHZ8KHZ之間.雙蹤示波器第一通道靈敏度 500mv/div,第二通道靈敏度lOmv/div,觸發(fā)選擇打到第一通

25、道，主、副電源關(guān)閉四思考題:要將這個電子秤方案投入實際應(yīng)用，應(yīng)如何改進(jìn)？三、實驗步驟：(1) 根據(jù)圖5B接線，將差動變壓器、音頻摭蕩器(必須LV輸出)、雙蹤示波器連接起來，組成 一個測量線路。開啟主、副電源，將示波器探頭分別接至差動變壓器得輸入與輸出端，調(diào)節(jié)差 動變壓器源邊線音頻圾蕩器激勵信號峰峰值為2V.(2) 用手提壓變壓器磁芯，觀察示波器第二通道波形就是否能過零翻轉(zhuǎn)如不能則改變兩個次 級線得串接端。Lv示液器苣動交壓器丄圖5B(3) 轉(zhuǎn)動測微頭使測微頭與振動平臺吸合，再向上轉(zhuǎn)動測微頭5mm,使扱動平臺往上位移。(4) 向下旋鈕測微頭，使振動平臺產(chǎn)生位移。每位移0.2mm,用示波器讀出差動

26、變壓器輸出端峰峰值填入下表，根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算靈敏度S. S=AV/AX(式中V為電壓變化,X為相應(yīng) 振動平臺得位移變化)，作出V-X關(guān)系曲線。讀數(shù)過程中應(yīng)注意初.次級波形得相應(yīng)關(guān)系。X(mm)5mm4&nm46mm O2mm0mm-0.2mm -4,8mm5 mmVo測量渦流傳感器渦流式傳感測量圾動得原埋與方法渦流傳感器、渦流變換器.差動放大器、電橋.鐵測片.直一、實驗?zāi)康茫毫私怆娝鑶卧考弘娏鞣€(wěn)壓電源、低頻振蕩器、激振線、F/V表、示波器.主、副電源。有關(guān)旋鈕得初始住置：差動放大器增益置最小(逆時針到底)，直流穩(wěn)壓電源置4V檔。二. 實臉步驟：(1)轉(zhuǎn)動測微器，將振動平臺中間得鐵與測微頭

27、充分分離，使梁振動時不至于再被吸住(這 時猿動臺處于自由靜止?fàn)顟B(tài))，適當(dāng)調(diào)節(jié)渦流傳感器得高低位置(目測)，以實驗十九得結(jié)果 (線性范囤得中點(diǎn)附近為佳)為參考。根據(jù)圖7得電路結(jié)構(gòu)接線，將渦流傳感器探頭、渦流變換器、電橋平衡網(wǎng)絡(luò)、差動放大器、 F/V表、直流穩(wěn)壓電源連接起來，組成一個測量線路(這時直流穩(wěn)壓電源應(yīng)置于4V檔)，F(xiàn)/V 衷置20V檔，開啟主、副電源.圖7(3) 調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)，使電壓表讀數(shù)為零.(4) 去除差動放大器與電壓表連線，將差動放大器得輸出與示波器連起來，將F/V表置2KHZ 檔，并將低頻振蕩器得輸出端與頻率表得輸入端相連。(5) 固定低頻振蕩器得幅度旋鈕至某一位置(以圾動臺

28、圾動時不碰撞其她部件為好h調(diào)節(jié)頻 率，調(diào)節(jié)時用頻率表監(jiān)測頻率，用示波器讀出峰峰值填入下表，關(guān)閉主、副電源.F (Hz)3Hz 4 4 25HzV (p-p)三、恐考題：(1) 根據(jù)實驗結(jié)果，可以知道振動臺得自振頻率大致就是多少？(2) 如果已知被測梁振幅度為0. 2mrn,傳感器就是否一定要安裟在最佳工作點(diǎn)？(3) 如果此傳感器僅用來測量振動頻率，工作點(diǎn)問題就是否仍十分重要？實驗八霍爾式傳感器得直流激勵特性一、實驗?zāi)康茫毫私饣魻柺絺鞲衅鞯迷砼c特性。二. 實驗原理：霍爾式傳感器就是由兩個環(huán)形發(fā)鋼組成梯度繼場與位于梯度饌場中得霍爾元件組成。當(dāng)霍爾元件通過恒定電流時，霍爾元件在様度場中上、下移動時

29、，輸出得霍爾電奶 V取決于其在饌場中得位移童X,所以測得霍爾電勢得大小便可獲知霍爾元件得靜位移。所需單元及部件：霍爾片.緘路系統(tǒng)、電橋、差動放大器、F/V表.直流穩(wěn)壓電源、測 微頭、振動平臺、主、副電源。有關(guān)旋鈕初始位置：差動放大器增益淀鈕打到最小電壓表置20V檔，直流穩(wěn)壓電源置2V 檔，主、副電源關(guān)閉.三、實驗步驟：(1) 了解霍爾式傳感器得結(jié)構(gòu)及實臉儀上得安裝位置，熟悉實驗面板上霍爾片得符號?；魻柶?安裝在實驗儀得振動圜盤上，兩個半圓永久段鋼定在實驗儀得頂板上二者組合成霍爾傳 感器。(2) 開啟主、副電源將差動放大器調(diào)零后，增益爺小，關(guān)閉主電源，根攥圖8接線,怕、r為電 橋單元得直流電橋平

30、衡網(wǎng)絡(luò)。2V? 爾氏枚大H電圖8(3) 裝好測微頭調(diào)節(jié)測微頭與振動臺吸合并使霍爾片置于半圓錢鋼上下正中位置.(4) 開啟主、副電源，調(diào)整0使電壓表指示為零。(5) 上下旋動測微頭，記下電壓表得讀數(shù)，建議每0.5mm讀一個數(shù)，將讀數(shù)填入下表：X (mm)V(V)X (nm)V(v)作出V-X曲線赭出線性范國，求出靈敏度，關(guān)閉主、副電源可見，本實臉測出得實際上就是磁場情況，繼場分布為様度發(fā)場與強(qiáng)場分布有很大 差異，位移測量得線性度，靈敏度與磁場分布有很大關(guān)系。(6) 實臉完結(jié)關(guān)閉主、副電源，各旋鈕置初始位置.四、注意事項：0)由于繼路系統(tǒng)得隙較大，應(yīng)使霍爾片盡童靠近極靴，以提高靈敏度。(2) -旦

31、調(diào)整好后，測量過程中不能移動磁路系統(tǒng)。(3) 激勵電壓不能過2V,以免損壞霍爾片實驗九 霍爾式傳感器得應(yīng)用一電子秤一、實驗?zāi)康茫毫私饣魻柺絺鞲衅髟阱P態(tài)測量中得應(yīng)用。所需單元及部件：霍爾片.強(qiáng)路系統(tǒng)、差動放大器.直流穩(wěn)壓電源.電橋.鎂碼、F/V 表(電壓表).主、副電源、猿動平臺。有關(guān)旋鈕初始位置：直流穩(wěn)壓電源2V檔,F/V表置2V檔主、副電源關(guān)閉。二. 實臉步賺：(1) 開啟主、副電源將差動放大器調(diào)零，關(guān)閉主、副電源。(2) 調(diào)節(jié)測微頭脫離平臺并遠(yuǎn)離振動臺(3) 按圖8接線，開啟主.副電源，將系統(tǒng)調(diào)零。(4) 差動放大器増益調(diào)至最小位置，然后不再改變。(5) 在稱重平臺上放上誤碼，填入下表：f

32、f (g)V(V)(6) 在平面上放一個未知重量之耳虬記下表頭讀數(shù).根據(jù)實驗結(jié)果作出曲線求得未知重三、注意事項：(1) 此霍爾傳感器得線性范闔較小，所以誤碼與重物不應(yīng)太重。(2) 誤碼應(yīng)置于平臺得中間部分.實驗十壓電傳感器得動態(tài)響應(yīng)實驗一、實驗?zāi)康茫毫私鈮弘娛絺鞲衅鞯迷?、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。二、實驗原理:壓電式傳感器就是一科典型得有源傳感器(發(fā)電型傳感器)。壓電傳感器元件 就是力敏感元件在壓力、應(yīng)力、加速等外力作用下，在電介質(zhì)衷面產(chǎn)生電荷，從而實驗非電 量得電測。所需單元及設(shè)備：低頻振蕩器、電荷放大器、低通濾波器、單芯屏蔽線、壓電傳感器、 雙線示波器.激振線.饌電傳感、F/V表、主、副電源、振動平臺

33、.有關(guān)旋鈕得初始位置：低頻振蕩器得墻度旋鈕置于最小，F(xiàn)/V表置于2K檔。三、實驗步驟：(1) 觀察壓電式傳感器得結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖10得電路結(jié)構(gòu)，將壓電式傳感器，電荷放大器，低通濾 波器，雙蹄示波器連接起來，組成一個測量線路。并將低頻振蕩器得輸出端與頻率表得輸入端圖10(2) 將低頻振蕩器信號接入振動臺得激振線圈。(3) 調(diào)整好示波器，低頻振蕩器得幅度旋鈕固定至最大，調(diào)節(jié)頻率，調(diào)節(jié)時用頻率表監(jiān)測頻率, 用示波簿讀出峰峰值填入下表。F(Hz)71215172025Vp-p(4) 示波器得另一通道觀察磁電式傳感鴛得輸出波形，并與壓電波形相比較觀察其波形相位四、思考題(1) 根據(jù)實驗結(jié)果，可以知道振臺得自振頻率大致多少？(2) 試回答壓電式傳感器得特點(diǎn)。比較繼電式傳感器輸出波形得相位差大致為多少，為什 么？實驗十一 光纖位移傳感器靜態(tài)實驗一、實驗0得：了解光纖位移傳感器得原理結(jié)構(gòu)、性能。二、實驗原理:反射式光纖位移傳感器得工作原埋如圖門A所示，光纖釆用Y型結(jié)構(gòu)，兩東多 膜光纖一端合并組成光纖探頭，另一端分為兩束，分別作為光源光纖與接收光纖，光纖只起傳 輸信號得作用，當(dāng)光發(fā)射器發(fā)出得紅外光，經(jīng)光源光纖照射至反射面，被反射得光經(jīng)接收光纖 至光電轉(zhuǎn)換器將接受到得光纖轉(zhuǎn)換為電信號。其輸出得光強(qiáng)決定于反射體距光纖探頭得距離, 通過對光強(qiáng)得檢測而得到得位移量如圖1”所示mr圖11A所需單元及部件:主副