測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一 直流電橋?qū)嶒?yàn)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，單臂、半橋、全橋測(cè)量電路工作原理、性能。實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)分別計(jì)算單臂、半橋、全橋系統(tǒng)靈敏度SU/W（U輸出電壓變化量，W重量變化量），并與LabVIEW所得結(jié)果作對(duì)比（要求三個(gè)截圖）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表重量/g20406080100120140160180200電壓/mV單臂0.03540.06310.08920.1220.1480.1790.2070.2390.2660.296半橋0.09870.1120.1780.2230.2840.3410.3950.5180.5090.564全橋0.1170.2230.3320

2、.4430.5570.6720.7210.8941.0211.121單橋電橋靈敏度：S=u/w=0.00145521半橋電橋靈敏度：S=u/w=0.00559895全橋電橋靈敏度：S=u/w=0.00278304單臂; 全橋 半橋?qū)嶒?yàn)二 典型傳感器技術(shù)指標(biāo)標(biāo)定及測(cè)量班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 深入理解電容式位移傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用。2、掌握測(cè)典型位移傳感器標(biāo)定方法和最小二乘法誤差數(shù)據(jù)處理方法及獲得方法。3、掌握利用典型位移傳感器（電渦流傳感器及霍爾傳感器）測(cè)量厚度的方法。實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)軟件做出擬合曲線（要求截圖，標(biāo)定、測(cè)量模式各二張，共四張）。2、最小二乘法和端點(diǎn)連線法

3、確定的非線性度有什么關(guān)系？在什么情況下一致？ 最小二乘法確定的非線性度是每?jī)牲c(diǎn)連線所確定非線性度的平均度。因此要大于端點(diǎn)連線法確定的非線性度，線性情況不一致。3、相對(duì)測(cè)量和絕對(duì)測(cè)量相比有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 相對(duì)測(cè)量工作效率高，數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，但精度較低。絕對(duì)測(cè)量反之。4、比較測(cè)試系統(tǒng)靈敏度的實(shí)際值與理論值，簡(jiǎn)要討論差別產(chǎn)生的主要影響因素。 可能是寄生電容的存在，接入電容時(shí)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)及儀器本身的系統(tǒng)誤差。5、簡(jiǎn)述電容式傳感器、霍爾式傳感器、電渦流傳感器基本原理。 電容式：將被測(cè)非電量變化轉(zhuǎn)化為電容量變化。 霍爾式：利用霍爾效應(yīng)將非電量變化轉(zhuǎn)化為電動(dòng)勢(shì)的變化。 電渦流：利用電渦流效應(yīng)即渦流線圈與金屬

4、極距離減小時(shí)，電渦流線圈電流變大。實(shí)驗(yàn)三 硅光電池特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、深入理解光敏二極管的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用。2、了解NI數(shù)據(jù)數(shù)采卡的基本使用3、了解用虛擬儀器進(jìn)行信號(hào)處理的方法實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)計(jì)算機(jī)采集處理得到的關(guān)系圖比較光敏二極管在零偏和負(fù)偏狀態(tài)下輸出的不同之處，思考產(chǎn)生差別的原因。并通過查閱資料了解光敏二極管在這兩種狀態(tài)下的用途。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流量變化相同時(shí)，光敏二極管負(fù)偏狀態(tài)下的電壓值的變化大大于零偏狀態(tài)下的電壓值。產(chǎn)生原因是當(dāng)反向光電流相同時(shí)，負(fù)偏狀態(tài)下流過PN結(jié)的電流要小于零偏狀態(tài)下的電流。光敏二極管用途為可作為光電轉(zhuǎn)換器件。2、說明光敏二極管和普通二極

5、管在結(jié)構(gòu)，原理和使用方法上的差別 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)上類似，但光敏二極管管芯是一個(gè)具有光敏特性的PN結(jié)。 原理：無(wú)光照時(shí)，為普通二極管。有光照時(shí)，飽和反向漏電流增加，形成交電流，隨著入射光強(qiáng)而增加。光敏二極管具有“光電導(dǎo)”特性，即它獲得的電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化，而普通二極管沒有這個(gè)特性。使用: 光敏二極管可用于光電轉(zhuǎn)換器件，能把光能轉(zhuǎn)換成電能；而普通二極管用于整流、開關(guān)和穩(wěn)壓等。 實(shí)驗(yàn)四 振動(dòng)參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握機(jī)械系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)的測(cè)試方法；2. 掌握傳感器（差動(dòng)變壓器式）、激振器等常用振動(dòng)測(cè)試設(shè)備的使用方法；3. 了解NI數(shù)據(jù)數(shù)采卡的基本使用；4. 了解用虛擬儀

6、器進(jìn)行信號(hào)處理的方法。實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中附上你所做出的LABVIEW前面板波形截圖。2. 哪些因素影響振動(dòng)源的振幅？實(shí)驗(yàn)過程中是否遇到問題，你是如何分析和解決這些問題的。 振動(dòng)信號(hào)源頻率、振蕩器不對(duì)中、摩擦等。3. 圖8-2中鐵片和鋼珠分別起到了什么作用？鐵片用來(lái)檢測(cè)振動(dòng)傳感器是否對(duì)中。鋼珠用來(lái)減少摩擦力。4. 在所有實(shí)驗(yàn)?zāi)K中“JCY-2振動(dòng)源實(shí)驗(yàn)?zāi)K”質(zhì)量是最大的，試分析原因。為了避免在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)?zāi)K隨振動(dòng)源振動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)五 轉(zhuǎn)速測(cè)量和控制實(shí)驗(yàn)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解磁電式、霍爾、光電測(cè)量轉(zhuǎn)速原理；2、了解PID轉(zhuǎn)速控制原理以及實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)報(bào)

7、告1、 分析轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源和對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果的影響。摩擦阻力會(huì)影響轉(zhuǎn)速的測(cè)量，儀器本身誤差會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生影響。電機(jī)啟動(dòng)后需經(jīng)過一定時(shí)間才能平穩(wěn)傳動(dòng)，會(huì)對(duì)傳遞結(jié)果產(chǎn)生影響。2、 觀察實(shí)驗(yàn)并思考三個(gè)傳感器中哪一個(gè)是光電傳感器（自己動(dòng)手安裝的那個(gè)？透明支架那個(gè)？還是黑色支架那個(gè)？），說明你的判斷依據(jù)。黑色支架是光電傳感器。因?yàn)楣饷粼璺旁诤诤凶永铩?、 轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制的試驗(yàn)中使轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值大約用了多少時(shí)間？分析PID參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)速智能調(diào)節(jié)的影響，實(shí)驗(yàn)過程中哪一組PID參數(shù)組合可以使轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確高效的達(dá)到設(shè)定值？實(shí)驗(yàn)過程中是否遇到問題，你是如何分析和解決這些問題的。大約用了20分鐘。當(dāng)P=500，I=1

8、20，D=0時(shí)，轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確高效地達(dá)到預(yù)定值。實(shí)驗(yàn)六 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器壓力測(cè)量班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器測(cè)量壓力的原理與方法、基本結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用。2、掌握擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器標(biāo)定方法和最小二乘法誤差數(shù)據(jù)處理方法及獲得方法實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，計(jì)算壓力傳感器輸入P（P1-P2）輸出Uo2曲線。(給出labview截圖)2、最小二乘法意義：為一種數(shù)字化技術(shù)，通過最小化誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配。利用最小二乘法可簡(jiǎn)便求得未知數(shù)據(jù)，并使之與實(shí)際數(shù)據(jù)誤差平方和最小。實(shí)驗(yàn)七 智能調(diào)節(jié)儀溫度控制實(shí)驗(yàn)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釶ID智能模糊+位式調(diào)節(jié)溫度

9、控制原理。實(shí)驗(yàn)報(bào)告PID調(diào)節(jié)中各參數(shù)（比例、積分、微分系數(shù)）對(duì)控制效果的影響比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式，其控制器輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比例關(guān)系。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間積分。隨時(shí)間增加積分項(xiàng)會(huì)增大。因此比例積分控制器可使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。在微分控制中控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)微分成正比關(guān)系。只有比例+微分的控制器就能提前抑制誤差，作用等于0，從而避免了被控制量的嚴(yán)重起調(diào)。所以較大慢性滯后的被控對(duì)象比例+微分控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中動(dòng)態(tài)特性。實(shí)驗(yàn)八 信號(hào)分析與處理班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握周期信號(hào)頻譜分析方法；2、掌握非周期信號(hào)頻譜分析方法；3、加深對(duì)采樣定理和頻譜

10、混疊的理解；4、加深對(duì)加窗、泄漏等概念的理解；5、掌握不同類型濾波器的應(yīng)用場(chǎng)合，加深對(duì)濾波器性能及各項(xiàng)參數(shù)的理解；6、了解IIR和FIR濾波器的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）比較1中幾種常見信號(hào)頻譜分析結(jié)果及改變各參數(shù)時(shí)信號(hào)時(shí)域波形及頻譜的變化情況，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理中闡述的幅值關(guān)系，討論各參數(shù)的變化對(duì)信號(hào)時(shí)域波形及頻譜的影響； 信號(hào)頻率增大時(shí)，信號(hào)時(shí)域波形變密、頻譜右移。 信號(hào)幅值增大時(shí)，信號(hào)時(shí)域波形變高、頻譜不變。 采樣點(diǎn)數(shù)減小時(shí)，信號(hào)時(shí)域波形變稀、頻譜不變（2）比較2中不同參數(shù)條件下所得頻譜分析結(jié)果，討論周期矩形脈沖信號(hào)頻譜特點(diǎn)及各參數(shù)的變化對(duì)信號(hào)時(shí)域波形及頻譜的影響，查閱相關(guān)資料給出譜線間隔和帶寬各

11、是由有哪些參數(shù)決定。 脈寬變寬時(shí)，時(shí)域波形帶寬減小，頻譜中包含頻率分量減小。 周期增大時(shí)，時(shí)域波形帶寬不變，譜線間隔越小，各頻率分量幅值越小。譜線間隔由周期決定，帶寬由脈寬決定。（3）比較3中各參數(shù)（幅值和脈寬）對(duì)矩形脈沖信號(hào)和三角脈沖信號(hào)頻譜的影響，各參數(shù)相同時(shí)觀察矩形脈沖信號(hào)與三角脈沖信號(hào)頻譜的不同點(diǎn)，查閱相關(guān)資料給出原因； 脈寬變寬時(shí)，矩形脈沖帶寬變寬，頻譜變密。 幅值變大時(shí)，矩形脈沖時(shí)域波形變高，頻率不變。（4）比較4中不同采樣頻率及采樣點(diǎn)數(shù)條件下，信號(hào)時(shí)域波形及頻譜的變化情況，討論并總結(jié)采樣定理及混疊現(xiàn)象產(chǎn)生的條件及如何避免混疊； 當(dāng)采用間隔過大即頻率過低時(shí)，采集到的信號(hào)可能丟失有用信息，產(chǎn)生頻率混疊，要避免此類現(xiàn)象發(fā)生，需滿足采樣定理。（5）比較5中對(duì)信號(hào)加不同類型窗后信號(hào)時(shí)域波形及頻譜的不同，觀察泄漏現(xiàn)象，并給出所選各窗的優(yōu)缺點(diǎn)（如主瓣和旁瓣寬度和高度、泄漏情況等）； 矩形窗：主瓣較集中，旁瓣較高，并有負(fù)旁瓣。 三角窗：旁瓣小且無(wú)負(fù)旁瓣，但主瓣寬度約為矩形窗的2倍。 漢寧窗：主瓣加寬并降低，旁瓣顯著減小并衰減較快，泄露小，但主瓣加寬，分辨力下降。（6）比較6中不同類型濾波器濾波結(jié)果，討論其應(yīng)用場(chǎng)合及使用中濾波器參數(shù)設(shè)置應(yīng)遵循什么原則；比較不同類型濾波器噪聲剔除效果，討論如何根據(jù)噪聲頻率范圍選擇何種濾波器以及如何設(shè)置濾波器參數(shù)； 低通濾波器準(zhǔn)許在其截止頻率以下的頻率