機(jī)械測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、機(jī)械測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編寫：梁華琪學(xué)號： 班級： 姓名： 安徽建筑工業(yè)學(xué)院機(jī)電系機(jī)械實(shí)驗(yàn)室2007年9月目錄CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺說明書2實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)二 金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)6實(shí)驗(yàn)三 直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)8實(shí)驗(yàn)四 交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移實(shí)驗(yàn)10實(shí)驗(yàn)五 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)12實(shí)驗(yàn)六 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)13實(shí)驗(yàn)七 光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)八 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)15實(shí)驗(yàn)九 壓電式傳感器測振動(dòng)實(shí)驗(yàn)17實(shí)驗(yàn)十 壓阻式壓力傳感器的壓力測量實(shí)驗(yàn)18實(shí)驗(yàn)十一 扭短傳感器靜態(tài)性能實(shí)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)十二 超聲波傳感器

2、測距實(shí)驗(yàn)22CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺說明書CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺是在2000系列的基礎(chǔ)上加常用的光電探測器實(shí)驗(yàn)，主要用于各大專院校、中專及職業(yè)技術(shù)院校開設(shè)的“自動(dòng)檢測技術(shù)” “傳感器原理與技術(shù)” “工業(yè)自動(dòng)化控制” “非電量電測技術(shù)”“光電檢測技術(shù)”等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。它是采用最新推出的模塊化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)臺上采用的大部分傳感器雖然是教學(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)。希望通過實(shí)驗(yàn)幫助廣大學(xué)生加強(qiáng)對書本知識的理解，并在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過程中通過信號的拾取、轉(zhuǎn)換、分析、掌握作為一個(gè)科技工作者應(yīng)具有的基本的操作技能與動(dòng)手能力。一、實(shí)驗(yàn)臺的組成

3、CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺由主機(jī)箱、溫度源、轉(zhuǎn)動(dòng)源、振動(dòng)源、傳感器、相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實(shí)驗(yàn)臺桌等組成。1、主機(jī)箱：提供高穩(wěn)定的±15V、±5V、5V、±2V±10V（步進(jìn)可調(diào)）、2V24V（連續(xù)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源；直流恒流源06mA20mA可調(diào)；音頻信號源（音頻振蕩器）1KHz10KHz（連續(xù)可調(diào)）；低頻信號源（低頻振蕩器）1Hz30Hz（連續(xù)可調(diào)）；氣壓源020KPa（可調(diào)）；溫度（轉(zhuǎn)速）智能調(diào)節(jié)儀（開關(guān)置內(nèi)為溫度調(diào)節(jié)、置外為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）；計(jì)算機(jī)通信口；主機(jī)箱面板上裝有電壓、電流、頻率轉(zhuǎn)速、氣壓、光照度數(shù)顯表；漏電保護(hù)開

4、關(guān)等。其中，直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器、低頻振蕩器都具有過載切斷保護(hù)功能，在排除接線錯(cuò)誤后重新開機(jī)一下才能恢復(fù)正常工作。2、振動(dòng)源：振動(dòng)臺振動(dòng)頻率1Hz30Hz可調(diào)（諧振頻率9Hz左右）。轉(zhuǎn)動(dòng)源：手動(dòng)控制02400轉(zhuǎn)分；自動(dòng)控制3002400轉(zhuǎn)分。溫度源：常溫150。3、傳感器：基本型有電阻應(yīng)變式傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、差動(dòng)變壓器、電容式位移傳感器、霍爾式位移傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電轉(zhuǎn)速傳感器、壓電式傳感器、電渦流傳感器、光纖傳感器、光電轉(zhuǎn)速傳感器（光電斷續(xù)器）、集成溫度傳感器、K型熱電偶、E型熱電偶、Pt100鉑電阻、Cu50銅電阻、濕敏傳感器、氣敏傳感器、光照度探頭、純白高亮發(fā)光二極

5、管、紅外發(fā)光二極管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池、反射式光電開關(guān)共二十六個(gè)（其中二個(gè)光源）。增強(qiáng)型：基本型基礎(chǔ)上可選配扭矩傳感器、超聲位移傳感器、PSD位置傳感器、CCD電荷耦合器件、光柵位移傳感器、紅外熱釋電傳感器、紅外夜視傳感器、指紋傳感器等。4、實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹夯拘陀袘?yīng)變式、壓力、差動(dòng)變壓器、電容式、霍爾式、壓電式、電渦流、光纖位移、溫度、移相相敏檢波低通濾波模板、光電器件(一)、光開關(guān)共十二塊模板。增強(qiáng)型增加與選配傳感器配套的實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉６?、電路原理?shí)驗(yàn)?zāi)０咫娐吩硪延∷⒃谀０宓拿姘迳?，實(shí)驗(yàn)接線圖參見下文中的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。三、使用方法1、開機(jī)前將電壓表顯示選擇旋鈕打到2V檔；

6、電流表顯示選擇旋鈕打到200mA檔；步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源旋鈕打到±2V檔；其余旋鈕都打到中間位置。2、將AC220V電源線插頭插入市電插座中，合上電源開關(guān)，數(shù)顯表顯示0000，表示實(shí)驗(yàn)臺已接通電源。3、做每個(gè)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先閱讀實(shí)驗(yàn)指南，每個(gè)實(shí)驗(yàn)均應(yīng)在斷開電源的狀態(tài)下按實(shí)驗(yàn)線路接好連接線（實(shí)驗(yàn)中用到可調(diào)直流電源時(shí)，應(yīng)在該電源調(diào)到實(shí)驗(yàn)值后再接到實(shí)驗(yàn)線路中），檢查無誤后方可接通電源。4、合上調(diào)節(jié)儀（溫度開關(guān)）電源開關(guān)，調(diào)節(jié)儀的PV顯示測量值；SV顯示設(shè)定值。5、合上氣源開關(guān)，氣泵有聲響，說明氣泵工作正常。6、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件使用方法另附說明。四、儀器維護(hù)及故障排除1、維護(hù)防止硬物撞擊、劃傷

7、實(shí)驗(yàn)臺面；防止傳感器及實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓涞孛?。?shí)驗(yàn)完畢要將傳感器、配件、實(shí)驗(yàn)?zāi)０寮斑B線全部整理好。2、故障排除開機(jī)后數(shù)顯表都無顯示，應(yīng)查AC220V電源有否接通；主機(jī)箱側(cè)面AC220V 插座中的保險(xiǎn)絲是否燒斷。如都正常，則更換主機(jī)箱中主機(jī)電源。轉(zhuǎn)動(dòng)源不工作，則手動(dòng)輸入12V電壓，如不工作，更換轉(zhuǎn)動(dòng)源；如工作正常，應(yīng)查調(diào)節(jié)儀設(shè)置是否準(zhǔn)確；控制輸出Vo有無電壓，如無電壓，更換主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速控制板。振動(dòng)源不工作，檢查主機(jī)箱面板上的低頻振蕩器有無輸出，如無輸出，更換信號板；如有輸出，更換振動(dòng)源的振蕩線圈。溫度源不工作，檢查溫度源電源開關(guān)有否打開；溫度源的保險(xiǎn)絲是否燒斷；調(diào)節(jié)儀設(shè)置是否準(zhǔn)確。如都正常，則更換溫

8、度源。五、注意事項(xiàng)1、在實(shí)驗(yàn)前務(wù)必詳細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指南。2、嚴(yán)禁用酒精、有機(jī)溶劑或其它具有腐蝕性溶液擦洗主機(jī)箱的面板和實(shí)驗(yàn)?zāi)０迕姘濉?、請勿將主機(jī)箱的電源、信號源輸出端與地（）短接，因短接時(shí)間長易造成電路故障。4、請勿將主機(jī)箱的±電源引入實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍟r(shí)接錯(cuò)。5、在更換接線時(shí)，應(yīng)斷開電源，只有在確保接線無誤后方可接通電源。6、實(shí)驗(yàn)完畢后，請將傳感器及實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸呕卦帯?、如果實(shí)驗(yàn)臺長期未通電使用，在實(shí)驗(yàn)前先通電十分鐘預(yù)熱，再檢查按一次漏電保護(hù)按鈕是否有效。8、實(shí)驗(yàn)接線時(shí)，要握住手柄插拔實(shí)驗(yàn)線，不能拉扯實(shí)驗(yàn)線。實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜ぐ霕虻牟煌阅?、了解其特點(diǎn)。二、基

9、本原理：不同受力方向的兩只應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善。當(dāng)應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時(shí)，其橋路輸出電壓UO2EK2。U0UU(R1R1)(R1R1R2+R2)R4(R3R4)E （1R1R1）（1R1R1R2R1+R2R1）（R4R3）（1R4R3）E設(shè)R1R2R3R4，且R1R11。R1R2U0(12)(R1R1)E電橋的電壓靈敏度:SU0(R1R1)kE(12)E三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺、主機(jī)箱、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、托盤、砝碼。圖1 半橋原理四、實(shí)驗(yàn)步驟：圖2 應(yīng)變式傳感器半橋接線圖1、將托盤安裝到應(yīng)變傳感器的托盤支點(diǎn)上。將實(shí)驗(yàn)?zāi)０宀顒?dòng)放大器調(diào)零：用

10、導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系?#177;15v、插口與主機(jī)箱電源±15v、分別相連，再將實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械姆糯笃鞯膬奢斎肟诙探?Vi0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3大約到中間位置（先逆時(shí)針旋到底，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈）；將主機(jī)箱電壓表的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。2、拆去放大器輸入端口的短接線，根據(jù)圖2接線。注意R2應(yīng)和R3受力狀態(tài)相反，即將傳感器中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應(yīng)變片作為電橋的相鄰邊。調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系臉蚵菲胶怆娢黄鱎W1，使主機(jī)箱電壓表顯示為零；在應(yīng)變傳感器的托盤上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加

11、砝碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200g（或500 g）砝碼加完。記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表1畫出實(shí)驗(yàn)曲線，計(jì)算靈敏度S2UW，非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。表1重量電壓三、思考題：1、半橋測量時(shí)兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時(shí)，應(yīng)放在：（1）對邊（2）鄰邊。2、橋路（差動(dòng)電橋）測量時(shí)存在非線性誤差，是因?yàn)椋海?）電橋測量原理上存在非線性（2）應(yīng)變片應(yīng)變效應(yīng)是非線性的（3）調(diào)零值不是真正為零。實(shí)驗(yàn)二 金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馊珮驕y量電路的優(yōu)點(diǎn)。二、基本原理：全橋測量電路中，將受力方向相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，相反的?yīng)變片接入電橋鄰邊。當(dāng)應(yīng)變片初始阻值：R1R2R3R4，其變

12、化值R1R2R3R4時(shí)，其橋路輸出電壓U03KE。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。U0UU(R1R1)(R1R1R2+R2)（R4+R4）(R3+R3R4+R4)E設(shè)R1R2R3R4，且R1R11。R1R2R3R4U0(R1R1)E電橋的電壓靈敏度:SU0(R1R1)kEE 圖1 全橋原理三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺、主機(jī)箱、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⑼斜P、砝碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：圖2 全橋性能實(shí)驗(yàn)接線圖1、將托盤安裝到應(yīng)變傳感器的托盤支點(diǎn)上。將實(shí)驗(yàn)?zāi)０宀顒?dòng)放大器調(diào)零：用導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系?#177;15v、插口與主機(jī)箱電源±15v、分別相連，再將實(shí)驗(yàn)

13、模板中的放大器的兩輸入口短接(Vi0)；調(diào)節(jié)放大器的增益電位器RW3大約到中間位置(先逆時(shí)針旋到底，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈)；將主機(jī)箱電壓表的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電位器RW4，使電壓表顯示為零。2、拆去放大器輸入端口的短接線，根據(jù)圖2接線。實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)一相同，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表1畫出實(shí)驗(yàn)曲線；進(jìn)行靈敏度和非線性誤差計(jì)算。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。表1重量電壓五、思考題：1、測量中，當(dāng)兩組對邊（R1、R3為對邊）電阻值R相同時(shí)，即R1R3，R2R4，而R1R2時(shí)，是否可以組成全橋：（1）可以（2）不可以。2某工程技術(shù)人員在進(jìn)行材料拉力測試時(shí)在棒材上貼了兩組應(yīng)變

14、片，如圖2，如何利用這四片應(yīng)變片組成電橋，是否需要外加電阻。圖2應(yīng)變式傳感器受拉時(shí)傳感器圓周面展開圖實(shí)驗(yàn)三 直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⒒魻杺鞲衅?、測微頭。1、測微頭的組成如圖1，測微頭由不可動(dòng)部分安裝套、軸套和可動(dòng)部分測桿、微分筒、微調(diào)鈕組成。圖1測位頭組成與讀數(shù)2、測微頭讀數(shù)測微頭的安裝套便于在支架座上固定安裝，軸套上的主尺有兩排刻度線，標(biāo)有數(shù)字的是整毫米刻線(1格)，另一排是半毫米刻線(.格)；微分筒前部圓周表面上刻有50等分的刻線(.格)。用手旋轉(zhuǎn)微分筒或微調(diào)鈕時(shí)，測桿就沿軸線方向進(jìn)退。微分筒每轉(zhuǎn)

15、過1格，測桿沿軸方向移動(dòng)微小位移.毫米，這也叫測微頭的分度值。測微頭的讀數(shù)方法是先讀軸套主尺上露出的刻度數(shù)值，注意半毫米刻線；再讀與主尺橫線對準(zhǔn)微分筒上的數(shù)值、可以估讀110分度，如圖91甲讀數(shù)為.，不是.；遇到微分筒邊緣前端與主尺上某條刻線重合時(shí)，應(yīng)看微分筒的示值是否過零，如圖91乙已過零則讀.；如圖91丙未過零，則不應(yīng)讀為，讀數(shù)應(yīng)為.。3、測微頭使用測微頭在實(shí)驗(yàn)中是用來產(chǎn)生位移并指示出位移量的工具。一般測微頭在使用前，首先轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒到10處（為了保留測桿軸向前、后位移的余量），再將測微頭軸套上的主尺橫線面向自己安裝到專用支架座上，移動(dòng)測微頭的安裝套(測微頭整體移動(dòng))使測桿與被測體連接并使被

16、測體處于合適位置時(shí)再擰緊支架座上的緊固螺釘。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)測微頭的微分筒時(shí)，被測體就會(huì)隨測桿而位移。三、基本原理根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢UHKHIB，當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的電勢會(huì)發(fā)生變化，利用這一性質(zhì)可以進(jìn)行位移測量。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、安裝好霍爾傳感器和測微頭。2、按圖2示意圖接線（實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓妮敵鼋又鳈C(jī)箱電壓表的），將主機(jī)箱上的電壓表量程(顯示選擇)開關(guān)打到檔。3、檢查接線無誤后，開啟電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾片處在兩磁鋼的中間位置，再調(diào)節(jié)RW1使數(shù)顯表指示為零。圖2 霍爾傳感器(直流激勵(lì))位移實(shí)驗(yàn)接線示意圖4、以某個(gè)方向調(diào)節(jié)測微頭2位移，記錄電壓表讀數(shù)作為實(shí)驗(yàn)起始點(diǎn)；再反方向調(diào)節(jié)測微頭每增加

17、0.2mm記下一個(gè)讀數(shù)(建議做4位移)，將讀數(shù)填入表1。表1X（mm）V(mv)作出VX曲線，計(jì)算不同測量范圍時(shí)的靈敏度和非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：本實(shí)驗(yàn)中霍爾元件位移的線性度實(shí)際上反映的是什么量的變化？實(shí)驗(yàn)四 交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨涣骷?lì)時(shí)霍爾式傳感器的特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、測微頭、霍爾傳感器、霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、移相器相敏檢波器低通濾波器模板、雙線示波器。三、基本原理：交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器與直流激勵(lì)一樣，基本工作原理相同，不同之處是測量電路。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、傳感器、測微頭安裝使用同實(shí)驗(yàn)三。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)０褰泳€見圖1（千萬注意：暫時(shí)不要將

18、主機(jī)箱中的音頻振蕩器接入實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹?。圖1 交流激勵(lì)時(shí)霍爾傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖3、首先檢查接線無誤后，合上主機(jī)箱總電源開關(guān)，調(diào)節(jié)主機(jī)箱音頻振動(dòng)器的頻率和幅度旋鈕，用示波器、頻率表監(jiān)測LV輸出頻率為1KHz，幅值為4V的峰峰值；關(guān)閉主機(jī)箱電源，再將LV輸出電壓(1KHz 、4V、)作為傳感器的激勵(lì)電壓接入圖1的實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯校ㄗ⒁怆妷悍颠^大會(huì)燒壞傳感器）。4、合上主機(jī)箱電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器的霍爾片處于兩磁鋼中點(diǎn)，先用示波器觀察使霍爾元件不等位電勢為最小，然后從數(shù)顯表上觀察，調(diào)節(jié)電位器RW1、RW2使顯示為零。5、調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器產(chǎn)生一個(gè)較大位移，利用示波器觀察相敏檢波器輸出，旋轉(zhuǎn)移相單

19、元電位器Rw和相敏檢波電位器Rw，使示波器顯示全波整流波形，且數(shù)顯表顯示相對值。6、使數(shù)顯表顯示為零，然后旋動(dòng)測微頭記下每轉(zhuǎn)動(dòng)0.2mm時(shí)表頭讀數(shù)，填入表1。表1交流激勵(lì)時(shí)輸出電壓和位移數(shù)據(jù)X（mm）V(mv)7、根據(jù)表1作出VX曲線，計(jì)算不同量程時(shí)的非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。實(shí)驗(yàn)五 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)源。三、基本原理：利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UHKHIB，當(dāng)被測圓盤上裝上N只磁性體時(shí)，圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場就變化N次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過放大、整形和計(jì)數(shù)電路就可以測量被測旋轉(zhuǎn)物的

20、轉(zhuǎn)速。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、根據(jù)圖1將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安裝于霍爾架上，傳感器的端面對準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼并調(diào)節(jié)升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為23。圖1 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)驗(yàn)安裝、接線示意圖2、首先在接線以前，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，將主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源224旋鈕調(diào)到最小(逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)到底)后接入電壓表(顯示選擇打到20檔)監(jiān)測大約為.25V；然后關(guān)閉主機(jī)箱電源，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)電源按圖1所示分別接到主機(jī)箱的相應(yīng)電源和頻率轉(zhuǎn)速表(轉(zhuǎn)速檔)的Fin上。3、合上主機(jī)箱電源開關(guān)，在小于12范圍內(nèi)(電壓表監(jiān)測)調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變電機(jī)電樞電壓)，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。4、從

21、2開始記錄每增加相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待電機(jī)轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù))；表1V(v)234567891011n(r/min)38061085010801320154017601990223024505、畫出電機(jī)的(電機(jī)電樞電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系)特性曲線。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。三、思考題：1、利用霍爾元件測轉(zhuǎn)速，在測量上有否限制？2、本實(shí)驗(yàn)裝置上用了六只磁鋼，能否用一只磁鋼？實(shí)驗(yàn)六 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯烹娛綔y量轉(zhuǎn)速的原理。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、磁電式傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)源。三、基本原理：基于電磁感應(yīng)原理，N匝線圈所在磁場的磁通變化時(shí)，線圈中感應(yīng)電勢：發(fā)生變化，因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤上嵌入N個(gè)磁棒時(shí)

22、，每轉(zhuǎn)一周線圈感應(yīng)電勢產(chǎn)生N次的變化，通過放大、整形和計(jì)數(shù)等電路即可以測量轉(zhuǎn)速。四、實(shí)驗(yàn)步驟：圖2 圖1 磁電轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)驗(yàn)安裝、接線示意圖1、根據(jù)圖2將磁電式轉(zhuǎn)速傳感器安裝于架上，傳感器的端面對準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼并調(diào)節(jié)升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為23。2、按圖1接線，首先在接線以前，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，將主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源224旋鈕調(diào)到最小(逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)到底)后接入電壓表(顯示選擇打到20檔)監(jiān)測大約為.25V；然后關(guān)閉主機(jī)箱電源，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)電源按圖16所示分別接到主機(jī)箱的相應(yīng)電源和頻率轉(zhuǎn)速表(轉(zhuǎn)速檔)的Fin上。3、合上主機(jī)箱電源開關(guān)，在小于12范圍內(nèi)(電壓表監(jiān)測)

23、調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變電機(jī)電樞電壓)，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。4、從2開始記錄每增加相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待電機(jī)轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù))；表1V(v)n(r/min)5、畫出電機(jī)的(電機(jī)電樞電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系)特性曲線。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。注意：磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)中，傳感器不用接電源。五、思考題：為什么磁電式轉(zhuǎn)速傳感器不能測很低速的轉(zhuǎn)動(dòng)，能說明理由嗎？實(shí)驗(yàn)七 光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?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、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、轉(zhuǎn)動(dòng)源 、光電轉(zhuǎn)速傳感器光電斷續(xù)器(已裝在轉(zhuǎn)動(dòng)源上)。三、基本原理光電式轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和透射型二種，本實(shí)驗(yàn)

24、裝置是透射型的(光電斷續(xù)器)，傳感器端部二內(nèi)側(cè)分別裝有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光源透過轉(zhuǎn)盤上通孔后由光電管接收轉(zhuǎn)換成電信號，由于轉(zhuǎn)盤上有均勻間隔的6個(gè)孔，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得與轉(zhuǎn)速有關(guān)的脈沖數(shù)，將脈沖計(jì)數(shù)處理即可得到轉(zhuǎn)速值。四、實(shí)驗(yàn)步驟：圖1 光電傳感器測速實(shí)驗(yàn)1、將主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)224V旋鈕旋到最小(逆時(shí)針旋到底)并接上電壓表；再按圖25所示接線，將主機(jī)箱中頻率轉(zhuǎn)速表的切換開關(guān)切換到轉(zhuǎn)速處。2、檢查接線無誤后，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，在小于12范圍內(nèi)(電壓表監(jiān)測)調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源(調(diào)節(jié)電壓改變電機(jī)電樞電壓)，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)速表的顯示情況。3、從2開始記錄每增加相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)(待轉(zhuǎn)速

25、表顯示比較穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù))；V（v）n(r/min)畫出電機(jī)的(電機(jī)電樞電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系)特性曲線。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。五、思考題： 已進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中用了多種傳感器測量轉(zhuǎn)速，試分析比較一下哪種方法最簡單、方便。實(shí)驗(yàn)八 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器測量振動(dòng)的方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、差動(dòng)變壓器、差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、移相?相敏檢波器/濾波器模板、振動(dòng)源、示波器。三、基本原理：由實(shí)驗(yàn)九差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)基本原理可知，當(dāng)差動(dòng)變壓器的鐵芯連接桿與被測體連接時(shí)就能檢測到被測體的位移或振動(dòng)。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、將差動(dòng)變壓器按圖1卡在傳感器安裝支架的U型槽上并擰緊差動(dòng)變壓器的夾

26、緊螺母，調(diào)整傳感器安裝支架使差動(dòng)變壓器的鐵芯連桿與振動(dòng)臺中心點(diǎn)磁鋼吸合并擰緊傳感器安裝支架壓緊螺帽，再調(diào)節(jié)升降桿使差動(dòng)變壓器鐵芯大約處于線圈的中心位置。圖1 差動(dòng)變壓器振動(dòng)測量安裝、接線圖2、按圖1接線，并調(diào)整好有關(guān)部分，調(diào)整如下：（1）檢查接線無誤后，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，用頻率表、示波器監(jiān)測音頻振蕩器LV的頻率和幅值，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率、幅度旋鈕使Lv輸出45KHz、Vop-p=2V的激勵(lì)電壓。（2）用示波器觀察相敏檢波器輸出(圖中低通濾波器輸出中接的示波器改接到相敏檢波器輸出)，調(diào)節(jié)升降桿(松開鎖緊螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)升降桿的銅套)的高度，使示波器顯示的波形幅值為最小。（3）仔細(xì)調(diào)節(jié)差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

27、板的RW1和RW2(交替調(diào)節(jié))使示波器（相敏檢波器輸出）顯示的波形幅值更小，基本為零點(diǎn)。（4）用手按住振動(dòng)平臺（讓傳感器產(chǎn)生一個(gè)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(gè)接近全波整流波形。（5）松手，整流波形消失變?yōu)橐粭l接近零點(diǎn)線（否則再調(diào)節(jié)RW1和RW2）。(6)振動(dòng)源的低頻輸入接上主機(jī)箱的低頻振蕩器，調(diào)節(jié)低頻振蕩器幅度旋鈕和頻率旋鈕，使振動(dòng)平臺振蕩較為明顯。用示波器觀察放大器相敏檢波器Vo及低通濾波器的Vo波形。3、保持低頻振蕩器的幅度不變，改變振蕩頻率（頻率與輸出電壓Vp-p的監(jiān)測方法與實(shí)驗(yàn)十相同）用示波器觀察低通濾波器的輸出，讀出峰峰電壓值，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下

28、表1。表1()Vp-p（V）4、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的振幅頻率特性曲線，指出自振頻率的大致值，并與實(shí)驗(yàn)七用應(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，同樣實(shí)驗(yàn)可得到振幅與電壓峰峰值Vp-p曲線（定性）。6、注意事項(xiàng)：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。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。五、思考題：1、如果用直流電壓表來讀數(shù)，需增加哪些測量單元，測量線路該如何？2、利用差動(dòng)變壓器測量振動(dòng)，在應(yīng)用上有些什么限制？實(shí)驗(yàn)九 壓電式傳感器測振動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈮弘妭鞲衅鞯臏y量振動(dòng)的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、振?dòng)源、示波器。三、基本原理：壓電式傳

29、感器由慣性質(zhì)量塊和受壓的壓電片等組成。（觀察實(shí)驗(yàn)用壓電加速度計(jì)結(jié)構(gòu)）工作時(shí)傳感器感受與試件相同頻率的振動(dòng)，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在晶片上，由于壓電效應(yīng)，壓電晶片上產(chǎn)生正比于運(yùn)動(dòng)加速度的表面電荷。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖1所示將壓電傳感器安裝在振動(dòng)臺面上(與振動(dòng)臺面中心的磁鋼吸合)，振動(dòng)源的低頻輸入接主機(jī)箱中的低頻振蕩器，其它連線按圖示意接線。圖1 壓電傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)安裝、接線示意圖2、合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度旋鈕使振動(dòng)臺振動(dòng)，觀察低通濾波器輸出的波形。3、用示波器的兩個(gè)通道同時(shí)觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形；在振動(dòng)臺正常振動(dòng)時(shí)用手指敲擊振動(dòng)臺同時(shí)觀察輸出波形變

30、化。4、改變振動(dòng)源的振蕩頻率(調(diào)節(jié)主機(jī)箱低頻振蕩器的頻率)，觀察輸出波形變化。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。實(shí)驗(yàn)十 壓阻式壓力傳感器的壓力測量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈹U(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器測量壓力的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、壓阻式壓力傳感器、壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、引壓膠管。三、基本原理擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器在單晶硅的基片上擴(kuò)散出P型或N型電阻條，接成電橋。在壓力作用下根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，基片產(chǎn)生應(yīng)力，電阻條的電阻率產(chǎn)生很大變化，引起電阻的變化，我們把這一變化引入測量電路，則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、將壓力傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓闹Ъ苌希鶕?jù)圖1連接管路和電路（主機(jī)箱內(nèi)

31、的氣源部分，壓縮泵、貯氣箱、流量計(jì)已接好）。引壓膠管一端插入主機(jī)箱面板上氣源的快速接口中（注意管子拆卸時(shí)請用雙指按住氣源快速接口邊緣往內(nèi)壓，則可輕松拉出），另一端口與壓力傳感器相連。壓力傳感器引線為4芯線： 1端接地線，2端為U0，3端接4V電源，4端為Uo，接線見圖8。 圖1 壓阻式壓力傳感器測壓實(shí)驗(yàn)安裝、接線圖2、實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蟁W2用于調(diào)節(jié)放大器零位，RW1調(diào)節(jié)放大器增益。按圖8將實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓姆糯笃鬏敵鯲02接到主機(jī)箱(電壓表)的Vin插孔，將主機(jī)箱中的顯示選擇開關(guān)撥到2V檔，合上主機(jī)箱電源開關(guān)，RW1旋到滿度的13位置(即逆時(shí)針旋到底再順時(shí)針旋2圈)，仔細(xì)調(diào)節(jié)RW2使主機(jī)箱電壓表顯示為零。3

32、、合上主機(jī)箱上的氣源開關(guān)，啟動(dòng)壓縮泵，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)下端調(diào)壓閥的旋鈕，此時(shí)可看到流量計(jì)中的滾珠在向上浮起懸于玻璃管中，同時(shí)觀察氣壓表和電壓表的變化。4、調(diào)節(jié)流量計(jì)旋鈕，使氣壓表顯示某一值，觀察電壓表顯示的數(shù)值。5、仔細(xì)地逐步調(diào)節(jié)流量計(jì)旋鈕，使壓力在218KPa之間變化，每上升1KPa氣壓分別讀取電壓表讀數(shù)，將數(shù)值列于表1。 表8P(KPa)Vo(p-p)（1）、畫出實(shí)驗(yàn)曲線計(jì)算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性誤差。（2）、如果本實(shí)驗(yàn)裝置要成為一個(gè)壓力計(jì)，則必須對電路進(jìn)行標(biāo)定，方法采用逼近法：輸入4KPa氣壓，調(diào)節(jié)Rw2（低限調(diào)節(jié)），使電壓表顯示.25V(有意偏小)，當(dāng)輸入16KPa氣壓，調(diào)節(jié)Rw1

33、（高限調(diào)節(jié)）使電壓表顯示1.2V(有意偏小)；再調(diào)氣壓為4KPa，調(diào)節(jié)Rw2（低限調(diào)節(jié)），使電壓表顯示.3V(有意偏小)，調(diào)氣壓為16KPa，調(diào)節(jié)Rw1（高限調(diào)節(jié)）使電壓表顯示1.3V(有意偏小)；這個(gè)過程反復(fù)調(diào)節(jié)直到逼近自己的要求(4KPa0.4V，16KPa1.6V)即可。6、實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。實(shí)驗(yàn)十一 扭短傳感器靜態(tài)性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈴椥泽w和應(yīng)變式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：主機(jī)箱、扭矩傳感器、祛碼（50g×10）、扭矩傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、四位半?shù)顯萬用表(自備)、砝碼盤。三、基本原理：基于應(yīng)變式傳感器的工作原理，彈性體采用輪幅式結(jié)構(gòu)圖1，當(dāng)輪幅式結(jié)構(gòu)的十字梁的方孔上受到外加力矩M作用時(shí)，外圓周邊固定的十字梁中心點(diǎn)受到的力矩為MF×L，在F力作用下每根輻射條受力后產(chǎn)生應(yīng)變，使粘貼在二根輻射條(上、下表面)上的四片電阻應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化。當(dāng)四片應(yīng)變片組成全橋時(shí)，則橋路的輸出量反應(yīng)了被測的力矩值。圖l 傳感器結(jié)構(gòu)圖四、實(shí)驗(yàn)步驟： 1、用萬用表測量傳感器引線四個(gè)端點(diǎn)之間的阻值來判斷電橋（傳感器內(nèi)部應(yīng)變片己組成橋路）的對角點(diǎn)；設(shè)扭矩傳感器電橋四端點(diǎn)為a、b、c、d，若測得：ac、cb、bd、da的阻值均為262歐姆左右，ab、cd的阻值均為350歐姆左右，則對角點(diǎn)為a與b、c與d組成的電橋是正確的。否則要重新判斷（提示參考