自動(dòng)化檢測實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

1、_實(shí)驗(yàn)一應(yīng)變片單臂、半橋、全橋特性比較一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解電阻應(yīng)變片的工作原理與應(yīng)用并掌握應(yīng)變片測量電路。二、基本原理： 電阻應(yīng)變式傳感器是在彈性元件上通過特定工藝粘貼電阻應(yīng)變片來組成，一種利用電阻材料的應(yīng)變效應(yīng)將工程結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部變形轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，此類傳感器主要是通過一定的機(jī)械裝置將被測量轉(zhuǎn)化成彈性元件的變形，然后由電阻應(yīng)變片將變形轉(zhuǎn)換成電阻的變化， 再通過測量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化信號(hào)輸出?？捎糜谀苻D(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢測，如力、壓力、加速度、力矩、重量等，在機(jī)械加工、計(jì)量、建筑測量等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。三、需用器件與單元： 機(jī)頭中的應(yīng)變梁的應(yīng)變片、測微頭；顯示

2、面板中的F/V 表(或電壓表 )、±2V ±10V 步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源；調(diào)理電路面板中傳感器輸出單元中的箔式應(yīng)變片、調(diào)理電路單元中的電橋、差動(dòng)放大器；4 12 位數(shù)顯萬用表（自備） 。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1、 在應(yīng)變梁自然狀態(tài)（不受力）的情況下，用41位數(shù)顯萬用表 2k電阻檔測量所有2應(yīng)變片阻值；在應(yīng)變梁受力狀態(tài)（用手壓、提梁的自由端）的情況下，測應(yīng)變片阻值，觀察一下應(yīng)變片阻值變化情況(標(biāo)有上下箭頭的4 片應(yīng)變片縱向受力阻值有變化；標(biāo)有左右箭頭的 2 片應(yīng)變片橫向不受力阻值無變化，是溫度補(bǔ)償片)。如下圖17 所示。精品資料_圖 1 7 觀察應(yīng)變片阻值變化情況示意圖2、 差動(dòng)放大

3、器調(diào)零點(diǎn)：按下圖1 8 示意接線。 將 F V 表 (或電壓表 )的量程切換開關(guān)切換到 2V 檔，合上主、副電源開關(guān)，將差動(dòng)放大器的增益電位器按順時(shí)針方向輕輕轉(zhuǎn)到底后再逆向回轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)(放大器的增益為最大，回轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)的目的：電位器觸點(diǎn)在根部估計(jì)會(huì)接觸不良 )，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電位器，使電壓表顯示電壓為零。差動(dòng)放大器的零點(diǎn)調(diào)節(jié)完成，關(guān)閉主電源。圖 1 8 差放調(diào)零接線圖3、應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn)：將±2V ±10V 步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源切換到4V 檔，將主板上傳感器輸出單元中的箔式應(yīng)變片 (標(biāo)有上下箭頭的4 片應(yīng)變片中任意一片為工作片)與電橋單元中R1、R2 、R3 組成電

4、橋電路，電橋的一對(duì)角接±4V 直流電源，另一對(duì)角作為電橋的輸出接差動(dòng)放大器的二精品資料_輸入端， 將 W1 電位器、 r 電阻直流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)接入電橋中(W 1 電位器二固定端接電橋的±4V 電源端、 W 1 的活動(dòng)端r 電阻接電橋的輸出端)，如圖 1 9 示意接線 ( 粗細(xì)曲線為連接線)。圖 19 應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn)原理圖與接線示意圖檢查接線無誤后合上主電源開關(guān)，當(dāng)機(jī)頭上應(yīng)變梁自由端的測微頭離開自由端（梁處于自然狀態(tài)，圖1 7 機(jī)頭所示）時(shí)調(diào)節(jié)電橋的直流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)W1 電位器，使電壓表顯示為 0 或接近 0。在測微頭吸合梁的自由端前調(diào)節(jié)測微頭的微分筒，使測微頭的讀數(shù)

5、為10mm 左右（測微頭微分筒的0 刻度線與測微頭軸套的10mm 刻度線對(duì)準(zhǔn)）；再松開測微頭支架軸套的緊固螺釘，調(diào)節(jié)測微頭支架高度使梁吸合后進(jìn)一步調(diào)節(jié)支架高度，同時(shí)觀察電壓表顯示絕對(duì)值盡量為最小時(shí)固定測微頭支架高度（擰緊緊固螺釘，圖1 9 機(jī)頭所示）。仔細(xì)微調(diào)測微頭的微分筒使電壓表顯示值為0（梁不受力處于自然狀態(tài)），這時(shí)的測微頭刻度線位置作為梁位移的相對(duì) 0 位位移點(diǎn)。首先確定某個(gè)方向位移，以后每調(diào)節(jié)測微頭的微分筒一周產(chǎn)生0.5mm位移，根據(jù)表 1 位移數(shù)據(jù)依次增加0.5mm 并讀取相應(yīng)的電壓值填入表1 中；然后反方向調(diào)節(jié)測微頭的微分筒使電壓表顯示0V （這時(shí)測微頭微分筒的刻度線不在原來的0

6、位位移點(diǎn)位置上， 是由于測微頭存在機(jī)械回程差，以電壓表的0V 為標(biāo)準(zhǔn)作為 0位位移點(diǎn)并取固定的相對(duì)位移 X 消除了機(jī)械回程差） ，再根據(jù)表 1 位移數(shù)據(jù)依次反方向增加0.5mm并讀取相應(yīng)的精品資料_電壓值填入表1 中。注：調(diào)節(jié)測微頭要仔細(xì)，微分筒每轉(zhuǎn)一周X=0.5mm ；如調(diào)節(jié)過量再回調(diào)，則產(chǎn)生回程差。表 1應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：位移 (mm)-8.0-1.0-0.50+0.5+1.0+8.0電壓 (mV)根據(jù)表 1 數(shù)據(jù)畫出實(shí)驗(yàn)曲線并計(jì)算靈敏度S V/X（V 輸出電壓變化量，X 位移變化量）和非線性誤差(用最小二乘法)，= m/yFS×100 式中m 為輸出值（多次測量時(shí)為平

7、均值） 與擬合直線的最大偏差：yFS 滿量程輸出平均值，此處為相對(duì)總位移量。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。精品資料_六、應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)步驟：除實(shí)驗(yàn)接線按圖1 10 示意接線，四片應(yīng)變片組成電橋電路外，實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法與單臂電橋特性實(shí)驗(yàn)完全相同。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。圖 1 10 應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)原理圖與接線示意圖精品資料_七、思考題：1、R 轉(zhuǎn)換成V 輸出用什么方法?答：可以利用橋式電路來轉(zhuǎn)換2、根據(jù)圖4 機(jī)頭中應(yīng)變梁結(jié)構(gòu)，梁的自由端往下施力時(shí)上、下梁片中應(yīng)變片的應(yīng)變方向( 是拉 ? 還是壓 ?) 。 答：上梁中的應(yīng)變片的應(yīng)變方向是拉，下梁的則是壓3、還可以用什么方法消除測微頭的機(jī)械回程差

8、？提示：實(shí)驗(yàn)步驟中不設(shè)0 位位移點(diǎn)，直接從位移最大處單方向調(diào)節(jié)測微頭。4、應(yīng)變片組成全橋橋時(shí)應(yīng)注意什么問題?精品資料_實(shí)驗(yàn)二差動(dòng)變壓器測位移實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解差動(dòng)變壓器測位移時(shí)的應(yīng)用方法二、基本原理：差動(dòng)變壓器的工作原理類似變壓器的作用原理。差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)如圖21 所示，由一個(gè)一次繞組1 和二個(gè)二次繞組2 、 3 及一個(gè)銜鐵4 組成。差動(dòng)變壓器一、二 次繞組間的耦精品資料_合能隨銜鐵的移動(dòng)而變化，即繞組間的互感隨被測位移改變而變化。由于把二個(gè)二次繞組反向串接 （同名端相接） ，以差動(dòng)電勢輸出，所以把這種傳感器稱為差動(dòng)變壓器式電感傳感器，通常簡稱差動(dòng)變壓器。當(dāng)差動(dòng)變壓器工作在理想情況下（

9、忽略渦流損耗、磁滯損耗和分布電容等影響），它的等效電路如圖 2 2 所示。圖中 U為一次繞組激勵(lì)電壓； M 、M2分別為一次繞組與兩個(gè)二11次繞組間的互感： L1、 R1 分別為一次繞組的電感和有效電阻；L21 、 L22 分別為兩個(gè)二次繞組的電感； R21 、 R22 分別為兩個(gè)二次繞組的有效電阻。對(duì)于差動(dòng)變壓器，當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，圖 2 1 差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖圖 2 2 差動(dòng)變壓器的等效電路圖兩個(gè)二次繞組互感相同，因而由一次側(cè)激勵(lì)引起的感應(yīng)電動(dòng)勢相同。由于兩個(gè)二次繞組反向串接，所以差動(dòng)輸出電動(dòng)勢為零。當(dāng)銜鐵移向二次繞組L 21，這時(shí)互感M1 大， M2 小，因而二次繞組L21 內(nèi)感

10、應(yīng)電動(dòng)勢大于二次繞組L22 內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢，這時(shí)差動(dòng)輸出電動(dòng)勢不為零。在傳感器的量程內(nèi)，銜鐵位移越大， 差動(dòng)輸出電動(dòng)勢就越大。同樣道理，當(dāng)銜鐵向二次繞組L22 一邊移動(dòng)差動(dòng)輸出電動(dòng)勢仍不為零，但由于移動(dòng)方向改變，所以輸出電動(dòng)勢反相。因此通過差動(dòng)變壓器輸出電動(dòng)勢的大小和相位可以知道銜鐵位移量的大小和方向。由圖 22 可以看出一次繞組的電流為：精品資料_二次繞組的感應(yīng)動(dòng)勢為：由于二次繞組反向串接，所以輸出總電動(dòng)勢為：其有效值為：差動(dòng)變壓器的輸出特性曲線如圖2 3 所示 .圖中 E 21、 E22 分別為兩個(gè)二次繞組的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢， E 2為差動(dòng)輸出電動(dòng)勢， x 表示銜鐵偏離中心位置的距離。其中 E

11、 2 的實(shí)線表示理想的輸出特性，而虛線部分表示實(shí)際的輸出特性。Eo 為零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢，這是由于差動(dòng)變壓器制作上的不對(duì)稱以及鐵心位置等因素所造成的。零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢的存在， 使得傳感器的輸出特性在零點(diǎn)附近不靈敏，給測量帶來誤差，此值的大小是衡量差動(dòng)變壓器性能好壞的重要指標(biāo)。為了減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢可采取以下方法：精品資料_圖 2 3差動(dòng)變壓器輸出特性1、盡可能保證傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)及磁路的對(duì)稱。磁性材料要經(jīng)過處理，消除內(nèi)部的殘余應(yīng)力，使其性能均勻穩(wěn)定。2、選用合適的測量電路，如采用相敏整流電路。既可判別銜鐵移動(dòng)方向又可改善輸出特性，減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢。3、采用補(bǔ)償線路減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢。圖

12、12 4 是其中典型的幾種減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢的補(bǔ)償電路。在差動(dòng)變壓器的線圈中串、并適當(dāng)數(shù)值的電阻電容元件，當(dāng)調(diào)整W1 、 W2時(shí)，可使零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢減小。(a)(b)(c)圖 2 4減小零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢電路差動(dòng)變壓器在應(yīng)用時(shí)要想法消除零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢和死區(qū)，選用合適的測量電路， 如采用相敏檢波電路， 既可判別銜鐵移動(dòng)（位移）方向又可改善輸出特性，消除測量范圍內(nèi)的死區(qū)。圖 2 5 是差動(dòng)變壓器測位移原理框圖。精品資料_圖 2 5 差動(dòng)變壓器測位移原理框圖三、需用器件與單元：機(jī)頭中的振動(dòng)臺(tái)、測微頭、差動(dòng)變壓器；顯示面板中的F V 表（或電壓表）、音頻振蕩器；調(diào)理電路面板傳感器輸出單元中的電感、調(diào)理電路

13、面板中的電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器；雙蹤示波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖 2 6 示意接線。圖 2 6 差動(dòng)變壓器測位移組成、接線示意圖2、將音頻振蕩器幅度調(diào)節(jié)到最?。ǚ刃o逆時(shí)針輕轉(zhuǎn)到底）；電壓表（ F V 表）的量程切換開關(guān)切到2V 檔。檢查接線無誤后合上主、副電源開關(guān)。調(diào)節(jié)音頻振蕩器（用示波精品資料_器監(jiān)測），頻率 f=5KHz ，幅值 Vp-p=2V 。3、調(diào)整差動(dòng)放大器增益：差動(dòng)放大器增益旋鈕順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到底，再逆時(shí)針回轉(zhuǎn)1/2 。4、調(diào)節(jié)測微頭到15mm 處，使差動(dòng)變壓器銜鐵明顯偏離位移中點(diǎn)位置后，調(diào)節(jié)移相器的移相旋鈕使相敏檢波器輸出為全波整流波形（示波器監(jiān)測

14、），如相鄰波形谷底不在同一水平線上，則調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零旋鈕使相鄰波形谷底在同一水平線上。再仔細(xì)調(diào)節(jié)測微頭，使相敏檢波器輸出波形幅值絕對(duì)值盡量為最?。ㄣ曡F處在初級(jí)線圈的中點(diǎn)位置）。5、調(diào)節(jié)電橋單元中的W 1、 W 2（二者交替配合反復(fù)調(diào)節(jié)）使相敏檢波器輸出波形趨于水平線（可相應(yīng)調(diào)節(jié)示波器量程檔觀察）并且電壓表顯示趨于0（以電壓表顯示為主） 。7、調(diào)節(jié)測微頭到20mm 處并記錄電壓表讀數(shù)作為位移始點(diǎn)，以后順時(shí)針方向調(diào)節(jié)測微頭每隔 X=0.2mm從電壓表上讀出輸出電壓V 值（ 20mm 全行程范圍），填入下表2。表 2 差動(dòng)變壓器測位移實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)X(mm)V(mV)8、根據(jù)表15 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出實(shí)

15、驗(yàn)曲線（自設(shè)十字坐標(biāo)）并在曲線上截取線性較好的曲線段作為位移測量范圍（作為傳感器的量程）計(jì)算靈敏度S= V X 與線性度。 實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉所有電源開關(guān)。精品資料_五、思考題：1、 此差動(dòng)變壓器的量程多大？2、 差動(dòng)變壓器輸出經(jīng)相敏檢波器檢波后是否消除了零點(diǎn)殘余電壓和死區(qū)？答：消除了3、 從實(shí)驗(yàn)曲線上能理解相敏檢波器的鑒相特性嗎?實(shí)驗(yàn)三光纖位移傳感器測位移特性實(shí)驗(yàn)精品資料_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解光纖位移傳感器的工作原理和性能。二、基本原理：光纖傳感器是利用光纖的特性研制而成的傳感器。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能，絕緣、無感應(yīng)的電氣性能，耐水、

16、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等，它能夠在人達(dá)不到的地方(如高溫區(qū) )，或者對(duì)人有害的地區(qū) (如核輻射區(qū) )，起到人的耳目的作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。光纖傳感器主要分為兩類：功能型光纖傳感器及非功能型光纖傳感器( 也稱為物性型和結(jié)構(gòu)型 )。功能型光纖傳感器利用對(duì)外界信息具有敏感能力和檢測功能的光纖，構(gòu)成“傳”和“感”合為一體的傳感器。這里光纖不僅起傳光的作用，而且還起敏感作用。工作時(shí)利用檢測量去改變描述光束的一些基本參數(shù)，如光的強(qiáng)度、相位、偏振、頻率等，它們的改變反映了被測量的變化。 由于對(duì)光信號(hào)的檢測通常使用光電二極管等光電元件，所以光的那些參數(shù)的變化，最終

17、都要被光接收器接收并被轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度及相位的變化。這些變化經(jīng)信號(hào)處理后，就可得到被測的物理量。 應(yīng)用光纖傳感器的這種特性可以實(shí)現(xiàn)力，壓力、 溫度等物理參數(shù)的測量。非功能型光纖傳感器主要是利用光纖對(duì)光的傳輸作用，由其他敏感元件與光纖信息傳輸回路組成測試系統(tǒng)，光纖在此僅起傳輸作用。本實(shí)驗(yàn)采用的是傳光型光纖位移傳感器，它由兩束光纖混合后，組成Y 形光纖，半園分布即雙 D 分布，一束光纖端部與光源相接發(fā)射光束，另一束端部與光電轉(zhuǎn)換器相接接收光束。兩光束混合后的端部是工作端亦稱探頭，它與被測體相距d，由光源發(fā)出的光纖傳到端部出射后再經(jīng)被測體反射回來，另一束光纖接收光信號(hào)由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電量，如圖 31

18、所示。發(fā)射光精品資料_接收光(a) 光纖測位移工作原理(b)Y 形光纖圖 3 1 Y 形光纖測位移工作原理圖傳光型光纖傳感器位移量測是根據(jù)傳送光纖之光場與受訊光纖交叉地方視景做決定。當(dāng)光纖探頭與被測物接觸或零間隙時(shí)(d=0) ，則全部傳輸光量直接被反射至傳輸光纖。沒有提供光給接收端之光纖，輸出訊號(hào)便為“零”。當(dāng)探頭與被測物之距離增加時(shí)，接收端之光纖接收之光量也越多，輸出訊號(hào)便增大，當(dāng)探頭與被測物之距離增加到一定值時(shí)，接收端光纖全部被照明為止，此時(shí)也被稱之為“光峰值”。達(dá)到光峰值之后，探針與被測物之距離繼續(xù)增加時(shí)， 將造成反射光擴(kuò)散或超過接收端接收視野。使得輸出之訊號(hào)與量測距離成反比例關(guān)系。如圖

19、3 2 曲線所示，一般都選用線性范圍較好的前坡為測試區(qū)域。圖 3 2 光纖位移特性曲線三、器件與單元： 機(jī)頭中的振動(dòng)臺(tái)、被測體(鐵圓片拋光反射面) 、Y 形光纖探頭、光纖座 (光電變換 )、測微頭；顯示面板中的 F/V 表 ；調(diào)理電路面板傳感器輸出單元中的光纖；調(diào)理電路單元中的差動(dòng)放大器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、擰松光纖探頭支架安裝軸套上的螺釘，小心緩慢地拔出支架安裝軸。觀察二根多模光纖組成的Y 形位移傳感器： 將二根光纖尾部端面(包鐵端部 )對(duì)住自然光照射，觀察探頭端精品資料_面現(xiàn)象，當(dāng)其中一根光纖的尾部端面用不透光紙擋住時(shí)，探頭端面為半圓雙D 形結(jié)構(gòu)。2、按圖 27 3 示意安裝、接線：在振動(dòng)臺(tái)

20、上安裝被測體( 鐵圓片拋光反射面)，在振臺(tái)與測利頭吸合的情況下調(diào)節(jié)測微頭到10mm 處。安裝光纖：安裝光纖時(shí)，要用手抓捏兩根光纖尾部的包鐵部分輕輕插入光纖座中,絕對(duì)不能用手抓捏光纖的黑色包皮部分進(jìn)行插拔，插入時(shí)不要過分用力,以免損壞光纖座組件中光電管。將光纖探頭支架安裝軸插入軸套中，調(diào)節(jié)光纖探頭支架， 當(dāng)光纖探頭自由貼住振動(dòng)臺(tái)的被測體反射面時(shí)擰緊軸套的緊固螺釘。再按圖3 3 示意接線。圖 3 3 光纖傳感器位移實(shí)驗(yàn)安裝、接線示意圖3、檢查接線無誤后合上主、副電源開關(guān)，將F V 表的量程切換開關(guān)切換到2V 檔。將差動(dòng)放大器的增益電位器順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)到底后再逆向回轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零電

21、位器使F V 表顯示為0 。4、順時(shí)針調(diào)節(jié)測微頭，每隔 X=0.1mm讀取電壓表顯示值 （取 X 8mm 行程的數(shù)據(jù)），精品資料_將數(shù)據(jù)填入表3 。X （ mm ） 109.759.509.259.008.758.508.258.007.757.50V(v)00.2910.7541.1681.5031.8032.032.212.332.422.46表 3 光纖位移傳感器輸出電壓與位移數(shù)據(jù)5、根據(jù)表27 中的數(shù)據(jù)作出實(shí)驗(yàn)曲線并找出線性區(qū)域較好的范圍（前坡）作為光纖位移傳感器的量程計(jì)算靈敏度和非線性誤差。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源。五、數(shù)據(jù)處理：SV/X=0.984v/mm光電傳感器測轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)

22、驗(yàn)?zāi)康模?了解光電轉(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透射型二種，本實(shí)驗(yàn)裝置是透射型的(光電斷續(xù)器也稱光耦) ，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(hào)，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)，脈沖經(jīng)處理由頻率表顯示，即可得到轉(zhuǎn)速=10f 。實(shí)驗(yàn)原理框圖如精品資料_圖 34 所示。圖 3 4 光耦測轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)原理框圖三、需用器件與單元：機(jī)頭中的小電機(jī)、光電傳感器(已裝在轉(zhuǎn)速盤上)；顯示面板中的F/V 表 、電機(jī)控制、± 2V ±10V 步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源；調(diào)

23、理電路面板傳感器輸出單元中的光電。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖 3 5 所示接線，將F V 表切換到頻率2KHz 檔。直流穩(wěn)壓電源調(diào)到10V 檔。圖 3 5光電傳感器測轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)接線示意圖2、檢查接線無誤后，合上主、副電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電機(jī)控制旋鈕，F(xiàn) V 表就顯示相應(yīng)的頻率 f，計(jì)算轉(zhuǎn)速為=10f 。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源。五、數(shù)據(jù)處理：測得f=980(HZ), 則 n=10f=9800(r/min)精品資料_精品資料_實(shí)驗(yàn)四熱電偶的原理及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解熱電偶測溫原理。二、基本原理： 1821年德國物理學(xué)家賽貝克（T J Seebeck ）發(fā)現(xiàn)和證明了兩種不同材料的導(dǎo)體 A 和 B 組成

24、的閉合回路，當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢。這種物理現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)（塞貝克效應(yīng)）。熱電偶測溫原理是利用熱電效應(yīng)。如圖 4 1 所示，熱電偶就是將A 和 B 二種不同金屬材料的一端焊接而成。A 和 B 稱為熱電極，焊接的一端是接觸熱場的T 端稱為工作端或測量端，也稱熱端；未焊接的一端處在溫度T0 稱為自由端或參考端，也稱冷端(接引線用來連接測量儀表的圖 41 熱電偶兩根導(dǎo)線 C 是同樣的材料，可以與A 和 B 不同種材料 )。 T 與 T0 的溫差愈大，熱電偶的輸出電動(dòng)勢愈大； 溫差為0 時(shí)，熱電偶的輸出電動(dòng)勢為0；因此，可以用測熱電動(dòng)勢大小衡量溫度的大小。國際上，將熱電偶的A、B

25、 熱電極材料不同分成若干分度號(hào)，并且有相應(yīng)的分度表即參考端溫度為 0 時(shí)的測量端溫度與熱電動(dòng)勢的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；可以通過測量熱電偶輸出的熱電動(dòng)勢值再查分度表得到相應(yīng)的溫度值。熱電偶一般用來測量較高的溫度，應(yīng)用在冶金、化工和煉油行業(yè)，用于測量、控制較高的溫度。精品資料_本實(shí)驗(yàn)只是定性了解熱電偶的熱電勢現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶是由銅康銅組成的簡易熱電偶，分度號(hào)為T 。實(shí)驗(yàn)儀有二個(gè)熱電偶，它們封裝在懸臂雙平行梁上、下梁的上、下表面中，二個(gè)熱電偶串聯(lián)在一起，產(chǎn)生熱電勢為二者之和。三、需用器件與單元：機(jī)頭平行梁中的熱電偶、加熱器； 顯示面板中的F/V 表 (或電壓表 )、-15V 電源；調(diào)理電路面板中傳感器

26、輸出單元中的熱電偶、加熱器； 調(diào)理電路單元中的差動(dòng)放大器；室溫溫度計(jì)（自備）。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、熱電偶無溫差時(shí)差動(dòng)放大器調(diào)零：將電壓表量程切換到2V 檔，按圖 4 2 示意接線，檢查接線無誤后合上主、副電源開關(guān)。 將差動(dòng)放大器的增益電位器順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)到底（增益為 101 倍），再逆時(shí)針回轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)（防電位器的可調(diào)觸點(diǎn)在極限端點(diǎn)位置接觸不良）；再調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的調(diào)零旋鈕，使電壓表顯示0V 左右，再將電壓表量程切換到200mV 檔繼續(xù)調(diào)零，使電壓表顯示0V 。并記錄下自備溫度計(jì)所測的室溫tn。圖 4 2 熱電偶無溫差時(shí)差動(dòng)放大器調(diào)零接線示意圖2、將 -15V 直流電源接入加熱器的一端，加熱器的另

27、一端接地，如圖4 3 所示。觀察精品資料_電壓表顯示值的變化，待顯示值穩(wěn)定不變時(shí)記錄下電壓表顯示的電壓值V 。此電壓值V 為二個(gè)銅康銅熱電偶串聯(lián)經(jīng)放大100 倍后的熱電勢。圖 4 3 熱電偶測溫實(shí)驗(yàn)接線示意圖3、根據(jù)熱電偶的熱電勢與溫度之間的關(guān)系式：E(t,to)=E(t,tn)+E(tn,to)計(jì)算熱電勢。式中： t - 熱電偶的熱端（工作端或稱測溫端）溫度。tn- 熱電偶的冷端（自由端即熱電勢輸出端）溫度也就是室溫。to-0 、首先計(jì)算熱端溫度為t, 冷端溫度為室溫時(shí)熱電勢：E(t,tn)= 電壓表 V÷（100 ×2）式中： 100 為差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)，2 為個(gè)熱電偶。、其次查以下所附銅康銅熱電偶分度表，得到熱端溫度為室溫（溫度計(jì)測得），冷端溫度為0時(shí)的熱電勢E(tn,to): 。、最后計(jì)算熱端溫度為t，冷端溫度為0時(shí)的熱電勢：E(t,to)=E(t,tn)+E(tn,to),根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查分度表得到所測溫度t（加熱器功率較小，升溫10左右）。附表：銅康銅熱電偶分度表(自由端溫度為0時(shí) t mV 對(duì)應(yīng)值 )分度號(hào)： T（自由端溫度0 ）精品資料_0123456789工作端熱電動(dòng)勢（ mV ）溫度-10-0.383-0.421-0.459-0.496-0.534-0.571-0.608-0.6