凌宏江-檢測與控制技術(shù)綜合實驗ppt課件

1、Tankertanker DesignTankertanker Design 壓阻式壓力傳感器的壓力丈量壓阻式壓力傳感器的壓力丈量 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膶嶒瀮x器實驗儀器實驗原理實驗原理實驗內(nèi)容與步驟實驗內(nèi)容與步驟實驗報告實驗報告本卷須知本卷須知Tankertanker Design 了解分散硅壓阻式壓力傳感器丈量壓力的了解分散硅壓阻式壓力傳感器丈量壓力的原理和方法。原理和方法。 一一.實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?Tankertanker Design二、實驗原理 AlR 等式兩邊取微分：等式兩邊取微分：壓阻效應(yīng):是指當(dāng)半導(dǎo)體遭到應(yīng)力作用時，由于載流子遷移率的變化，使其電阻率發(fā)生變化的景象。從上面可以看出，電

2、阻率發(fā)生變化，半從上面可以看出，電阻率發(fā)生變化，半導(dǎo)體的電阻也就發(fā)生變化。導(dǎo)體的電阻也就發(fā)生變化。Tankertanker Design采用單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直采用單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直接蒸鍍半導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜，用導(dǎo)線將其構(gòu)成接蒸鍍半導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜，用導(dǎo)線將其構(gòu)成平衡電橋。平衡電橋。Tankertanker Design初始形狀電橋平衡，輸出為初始形狀電橋平衡，輸出為0，受力，受力P后，電后，電橋輸出與橋輸出與P相對應(yīng)。相對應(yīng)。Tankertanker Design 主控箱主控箱 壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器 壓力傳感器實驗?zāi)K壓力傳感器實驗?zāi)K 氣源銜接導(dǎo)

3、管氣源銜接導(dǎo)管三三.實驗儀器實驗儀器Tankertanker Design1.按照以下圖銜接納路和電路按照以下圖銜接納路和電路 四四.實驗內(nèi)容與步驟實驗內(nèi)容與步驟 壓阻式壓力傳感器測壓實驗安裝、接線圖Tankertanker Design2 2、顯示選擇開關(guān)撥到、顯示選擇開關(guān)撥到20V20V檔，合上主機箱電源開關(guān)，檔，合上主機箱電源開關(guān)，RW1 RW1 旋到滿度的旋到滿度的1 13 3位置逆時針轉(zhuǎn)究竟再順時針轉(zhuǎn)兩位置逆時針轉(zhuǎn)究竟再順時針轉(zhuǎn)兩 圈，仔細(xì)調(diào)理圈，仔細(xì)調(diào)理RW2RW2使主機箱電壓表顯示為零使主機箱電壓表顯示為零,RW3,RW3調(diào)到調(diào)到 中間位置。中間位置。3 3、順時針旋轉(zhuǎn)主控臺面板

4、的流量計旋鈕究竟此時主控、順時針旋轉(zhuǎn)主控臺面板的流量計旋鈕究竟此時主控 箱內(nèi)壓力罐壓力最大。箱內(nèi)壓力罐壓力最大。4 4、合上主控箱上的氣源開關(guān)啟動緊縮泵，此時主控、合上主控箱上的氣源開關(guān)啟動緊縮泵，此時主控 臺壓力表同步顯示當(dāng)前的氣源壓力值，同時記錄當(dāng)前臺壓力表同步顯示當(dāng)前的氣源壓力值，同時記錄當(dāng)前的的 Vo2 Vo2的輸出電壓值。的輸出電壓值。 5 5、逐漸關(guān)小流量計旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)流量計旋鈕，使、逐漸關(guān)小流量計旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)流量計旋鈕，使 在在420KP420KP之間每下降之間每下降2KP2KP分讀取壓力表讀數(shù)，同步記錄數(shù)分讀取壓力表讀數(shù)，同步記錄數(shù)據(jù)。據(jù)。6 6、實驗終了，封鎖電源。整理實

5、驗器材，放回原處。、實驗終了，封鎖電源。整理實驗器材，放回原處。 Tankertanker Design1、 整理實驗數(shù)據(jù)圖整理實驗數(shù)據(jù)圖,畫出畫出P-V實驗曲線。實驗曲線。 2、計算本系統(tǒng)的靈敏度、計算本系統(tǒng)的靈敏度S和非線性誤差和非線性誤差 。 SU/P U為輸出電壓變化量，為輸出電壓變化量，P為壓力變化量為壓力變化量 = m/ yFS 100 m為輸出值與擬合直線的最大偏向：為輸出值與擬合直線的最大偏向： yFS滿量程輸出平均值，此處為滿量程輸出平均值，此處為20KPa時的輸時的輸出值出值3、思索：如何使本實驗安裝成為一個壓力計？、思索：如何使本實驗安裝成為一個壓力計？5.實驗報告實驗報

6、告 Tankertanker Design 電容式傳感器位移特性實驗電容式傳感器位移特性實驗 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膶嶒瀮x器實驗儀器實驗原理實驗原理實驗內(nèi)容與步驟實驗內(nèi)容與步驟實驗報告實驗報告本卷須知本卷須知Tankertanker Design 一一.實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?了解電容式傳感器構(gòu)造及其特點。Tankertanker Design二二.實驗儀器實驗儀器 主機箱主機箱 電容傳感器電容傳感器 電容傳感器實驗?zāi)K電容傳感器實驗?zāi)K 測微頭測微頭 數(shù)顯單元主控臺電壓表數(shù)顯單元主控臺電壓表 直流電壓表直流電壓表Tankertanker Design三三. .實驗原理實驗原理 平板電容的電容量計算公式：

7、 C=S/d=S/4kd利用平板電容 和其他構(gòu)造的關(guān)系式經(jīng)過相應(yīng)的構(gòu)造和丈量電路可以選擇 、A、d三個參數(shù)中，堅持兩個參數(shù)不變，而只改動其中一個參數(shù)，那么可以有測谷物枯燥度 變、測微小位移d變和丈量液位A變等多種電容傳感器。Tankertanker Design圓筒式電容里的圓筒式電容里的d d和和不變，變的是有效面積，不難看出有效不變，變的是有效面積，不難看出有效面積面積S S與與X X成正比，當(dāng)成正比，當(dāng)X X變化變化XX時，電容時，電容CC的變化與的變化與XX成正成正比。比。設(shè)圓筒的半徑為設(shè)圓筒的半徑為R R，圓柱的半徑為，圓柱的半徑為r r，圓筒的長為，圓筒的長為L L，圓柱的長，圓柱

8、的長為為X X，那么圓筒的電容量為，那么圓筒的電容量為C=2X/In(R/r)C=2X/In(R/r)。XRr 圓筒圓筒圓柱圓柱Tankertanker Design 本實驗采用的傳感器為圓筒式變面積差動構(gòu)造的電容式位移傳感器，如下圖，它是由兩個圓筒和一個圓柱組成。設(shè)外圓筒的半徑為R，內(nèi)圓筒的半徑為r，圓筒的長都為L，那么圓筒的電容量為C=2L/In(R/r) 圖中C1和C2是差動銜接，當(dāng)圖中的圓柱，當(dāng)圖中圓筒產(chǎn)生位移x位移時，總電容量變化為c=c1-c2=22x/In(R/r)，其中2和In(R/r)為常數(shù)，闡明C與x成正比，配上配套丈量電路就能丈量位移。Tankertanker Desig

9、n四四.實驗內(nèi)容與步驟實驗內(nèi)容與步驟 1.安裝表示圖將電容傳感器裝于電容傳感器實驗?zāi)０惭b表示圖將電容傳感器裝于電容傳感器實驗?zāi)K上塊上Tankertanker Design2.按照以下圖銜接線路按照以下圖銜接線路 電容傳感器位移實驗安裝、接線圖 Tankertanker Design3、翻開主控箱電源，Rw調(diào)理到中間位置,調(diào)理測微頭位置使電壓表顯示為零，再轉(zhuǎn)動測微頭同一個方向5圈，記錄此時的測微頭讀數(shù)和電壓表顯示值為實驗起點值。以后，反方向每轉(zhuǎn)動測微頭1圈即x=0.5mm位移讀取電壓表讀數(shù)這樣轉(zhuǎn)10圈讀取相應(yīng)的電壓表讀數(shù)記下數(shù)據(jù)，并作出X-V實驗曲線。4、實驗終了,封鎖電源。整理實驗器材，放回原處。 Tankertanker Design五五.實驗報告實驗報告 1、整理實驗數(shù)據(jù)，作出、整理實驗數(shù)據(jù)，作出-實驗曲線實驗曲線 。2、 計算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性