北航信號與測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)二傳感器實(shí)驗(yàn)報告

1、信號與測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)二 傳感器實(shí)驗(yàn) 院 系：自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院 姓 名： 學(xué) 號：班 級：一活塞壓力計(jì)靜態(tài)校準(zhǔn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握壓力傳感器的原理；2. 掌握壓力測量系統(tǒng)的組成；3. 掌握壓力傳感器靜態(tài)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理的一般方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由活塞式壓力計(jì)，硅壓阻式壓力傳感器，信號調(diào)理電路，4 位半數(shù)字電壓表，直流穩(wěn)壓電源盒采樣電阻組成。圖一為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方框圖，圖二為實(shí)驗(yàn)電路接線圖。圖一 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方框圖圖二 實(shí)驗(yàn)電路接線圖實(shí)驗(yàn)設(shè)備型號及精度三、實(shí)驗(yàn)原理 在實(shí)驗(yàn)中，活塞式壓力計(jì)作為基準(zhǔn)器，為壓力傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)壓力00.6MPa。信號調(diào)理器為壓力傳感器提供恒流電源

2、，并將壓力傳感器輸出的電壓信號放大并轉(zhuǎn)換為電流信號。信號調(diào)理器輸出為二線制，420mA 信號在250 歐采樣電阻上轉(zhuǎn)換為15V 電壓信號，由4 位半數(shù)字電壓表讀出。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 用調(diào)整螺釘和水平儀將活塞壓力計(jì)調(diào)至水平。2. 核對砝碼重量及個數(shù)，注意輕拿輕放。3. 將活塞壓力計(jì)的油杯針閥打開，逆時針轉(zhuǎn)動手輪向手搖泵內(nèi)抽油，抽滿后，將油杯針閥關(guān)閉（嚴(yán)謹(jǐn)未打開油杯針閥時，用手輪抽油，以防破壞傳感器）。4. 加載砝碼至滿量程，轉(zhuǎn)動手輪使測量桿標(biāo)記對齊，再卸壓。反復(fù)12 次，以消除壓力傳感器內(nèi)部的遲滯。5. 卸壓后，重復(fù)步驟3，并在油杯關(guān)閉前記錄傳感器的零點(diǎn)輸出電壓，記為正行程零點(diǎn)。6. 按0.05

3、MPa 的間隔，逐級給傳感器加載至滿量程，每加載一次，轉(zhuǎn)動手輪使測量桿上的標(biāo)記對齊，在電壓表上讀出每次加載的電壓值。7. 加載至滿量程后，用手指輕輕按一下砝碼中心點(diǎn)，施加一小擾動，稍后記錄該電壓值，記為反行程的滿量程值。此后逐級卸載，每卸載一次需要用手輪保證測量桿上的標(biāo)記對齊，然后從電壓表上讀出相應(yīng)的電壓值。8. 卸載完畢，將油杯針閥打開，記錄反行程零點(diǎn)，一次循環(huán)測量結(jié)束。9. 稍停12 分鐘，開始第二次循環(huán)，從步驟（5）開始操作，共進(jìn)行3 次循環(huán)。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.各部分用方框圖標(biāo)注如實(shí)驗(yàn)設(shè)備中圖一所示。2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表壓力/MP輸出電壓/V第一循環(huán)第二循環(huán)第三循環(huán)正行程01.0191.0

4、2071.02080.051.57551.57421.57410.11.88241.88181.88220.152.1912.1892.19110.22.4912.4982.4980.252.8032.8072.8080.33.1173.1173.1170.353.4273.4173.4270.43.7373.7373.7370.454.0474.0394.0480.54.3584.3594.353反行程0.54.3584.3594.3530.454.0474.0394.0480.43.7373.7373.7370.353.4273.4173.4270.33.1173.1173.1170.25

5、2.8032.8072.8080.22.4912.4982.4980.152.1912.1892.19110.11.88241.88181.88220.051.57551.57421.574101.0191.02071.02083.數(shù)據(jù)處理(1)校準(zhǔn)曲線（傳感器實(shí)際特性的數(shù)學(xué)期望）的確定壓力/MP正行程輸出反行程輸出平均輸出 (V)01.0201671.0206671.0204170.051.57451.5739331.5742170.11.8822331.87961.8809170.152.1910332.1862.1885170.22.4956672.4933332.49450.252.8

6、063332.8033332.8048330.33.1173.1093.1130.353.4273.4153333.4211670.43.7373.7283333.7326670.454.0476674.0386674.0431670.54.3566674.3514.353833最小二乘法擬合曲線，；可得a=1.1851，b=6.3967，即y=1.1851+6.3967x,r2=0.9965,線性度高。由上述擬合可知，壓力與電壓之間存在著很好的線性度。但是測量點(diǎn)第一個點(diǎn)誤差相對比較大。(2)非線性度：壓力/MP平均輸出 (V)最小二乘直線輸出非線性偏差01.0204171.1851-0.16

7、468330.051.5742171.5049350.069281670.11.8809171.824770.056146670.152.1885172.1446050.043911670.22.49452.464440.030060.252.8048332.7842750.020558330.33.1133.104110.008890.353.4211673.423945-0.00277830.43.7326673.74378-0.01111330.454.0431674.063615-0.02044830.54.3538334.38345-0.0296167其中，, i=1,2.n 由表可

8、知，=0.06928167；6.3967×0.5=3.19835所以，由上述計(jì)算可知，非線性誤差較小，輸出電壓與壓力值線性度較好。(3)遲滯誤差壓力/MP正行程輸出反行程輸出正反行程偏差01.0201671.020667-0.00050.051.57451.5739330.0005670.11.8822331.87960.0026330.152.1910332.1860.0050330.22.4956672.4933330.0023330.252.8063332.8033330.0030.33.1173.1090.0080.353.4273.4153330.0116670.43.73

9、73.7283330.0086670.454.0476674.0386670.0090.54.3566674.3510.005667 可知,由表可知，0.011667/(2×3.19835)×100%=0.18239%可知遲滯誤差很小。(4) 非線性遲滯壓力/MP正行程輸出反行程輸出最小二乘直線輸出非線性遲滯誤差01.0201671.0206671.18510.164930.164430.164930.051.57451.5739331.5049350.0695650.0689980.0695650.11.8822331.87961.824770.0574630.05483

10、0.0574630.152.1910332.1862.1446050.0464280.0413950.0464280.22.4956672.4933332.464440.0312270.0288930.0312270.252.8063332.8033332.7842750.0220580.0190580.0220580.33.1173.1093.104110.012890.004890.012890.353.4273.4153333.4239450.0030550.008610.008610.43.7373.7283333.743780.006780.015450.015450.454.047

11、6674.0386674.0636150.015950.024950.024950.54.3566674.3514.383450.026780.032450.03245 可知,由表可知，0.069565/3.19835×100%=2.175%由上述計(jì)算可知，非線性遲滯誤差略大。分析原因，有可能是第一個點(diǎn)測量的時候存在著較大的誤差。(5)重復(fù)性l 極差法壓力/MP00.00180.0009420.00015.2356E-050.050.00160.0008380.00060.0003141360.100.00030.0001570.0070.0036649210.150.00015.2

12、4E-050.0110.0057591620.200.0070.0036650.0140.0073298430.250.0050.0026180.0060.0031413610.30000.0140.0073298430.35000.0070.0036649210.40000.0140.0073298430.450.0010.0005240.0110.0057591620.50.0060.0031410.0040.002094241 標(biāo)準(zhǔn)偏差為:; =1*0.0003012*11=3.6989×10-3重復(fù)性為：R= ×100=3×3.6989×10-3

13、3.19835×100%=0.34695%l 貝塞爾公式壓力/MP正行程標(biāo)準(zhǔn)偏差反行程標(biāo)準(zhǔn)偏差01.02333E-063.33333E-090.057.6E-079.33333E-080.102.33333E-081.588E-050.153.33333E-092.7E-050.201.63333E-056.53333E-050.258.33333E-061.03333E-050.302.95823E-315.2E-050.3501.43333E-050.4005.73333E-050.453.33333E-072.03333E-050.51.03333E-050.000192標(biāo)準(zhǔn)偏

14、差為:; =12×11×4.93E-08 =4.7338×10-5重復(fù)性為：R= ×100=3×4.7338×10-53.19835×100% =0.00444%(6)總精度：l 直接代數(shù)和（重復(fù)性由極差法得到）+0.18239%+0.34695%=2.40534%l 方和根（重復(fù)性由極差法得到）=1.8760%2+0.18239%2+(0.34695%)2=1.92757%l 綜合考慮非線性遲滯和重復(fù)性（重復(fù)性由極差法得到）=2.175%+0.34695%=2.52195%l 綜合考慮遲滯和重復(fù)性（重復(fù)性由極差法得到）=0

15、.18239%+0.34695=0.52934%六、實(shí)驗(yàn)感想實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本符合實(shí)驗(yàn)要求，活塞壓力計(jì)精度較高，但遲滯誤差略大，第一組數(shù)據(jù)誤差略大。通過此次實(shí)驗(yàn)，我了解了壓力傳感器的原理和壓力測量系統(tǒng)的組成，掌握了測試系統(tǒng)靜態(tài)校準(zhǔn)的參數(shù)計(jì)算方法。二電容式傳感器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娙菔絺鞲衅髟砑拔灰茰y量的原理；二、實(shí)驗(yàn)儀器電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K示波器：DS5062CE微機(jī)電源：WD990型，±12V萬用表：VC9804A型電源連接電纜螺旋測微儀三、實(shí)驗(yàn)原理差動式同軸變面積電容的兩組電容片Cx1與Cx2作為雙T電橋的兩臂，當(dāng)電容量發(fā)生變化時，橋路輸出電壓發(fā)生變化.四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟如下： （

16、1）用電源電纜連接電源和電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K（插孔在后側(cè)板），其中電纜的橙藍(lán)線為+12V，白藍(lán)線為-12V，隔離皮（金色）為地，切記勿接錯！ （2） 觀察電容傳感器結(jié)構(gòu)：傳感器由一個動極與兩個定級組成，按圖1接好實(shí)驗(yàn)線路，增益適當(dāng)。（3）打開微機(jī)電源，用測微儀帶動傳感器動極位移至兩組定極中間，調(diào)整調(diào)零電位器，此時模塊電路輸出為零。（4）前后位移動極，每次0.5mm，直至動靜極完全重合為止，記錄數(shù)據(jù)，作出電壓-位移曲線。注意事項(xiàng):電容動極須位于環(huán)型定極中間,安裝時須仔細(xì)作調(diào)整,實(shí)驗(yàn)時電容不能發(fā)生擦片,否則信號會發(fā)生突變。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理原始數(shù)據(jù)：x/mm0.511.522.533.544.55V

17、o/mV-99.3-96-93-89-84.5-80.6-76.5-73.1-68.8-64.3x/mm5.566.577.588.599.510Vo/mV-60.8-57-53.5-49.7-46-42-37.5-32.8-28.4-23.4x/mm10.51111.51212.51313.51414.515Vo/mV-18.5-13.6-9-4.604.18.713.718.123.1x/mm15.51616.51717.51818.51919.520Vo/mV28.232.237.44145.749.353.257.161.365.5x/mm20.52121.52222.52323.52

18、424.525Vo/mV69.773.977.181.385.9909497.5100.4102.6 實(shí)驗(yàn)所得散點(diǎn)曲線與一元線性回歸所得曲線相似，擬合曲線線性度高，原數(shù)據(jù)電壓值基本與距離呈線性關(guān)系，且在0v，即x=12.5mm出兩端對稱。六、實(shí)驗(yàn)分析通過本次電容傳感器實(shí)驗(yàn)，我學(xué)習(xí)了電容式傳感器測量位移的工作原理。電容傳感器通過改變結(jié)構(gòu)參數(shù)而改變物體間的電容量的大小關(guān)系來實(shí)現(xiàn)對被測量的檢測，物體間電容量與構(gòu)成電容元件的兩個極板的形狀、大小、相互位置以及基板間的介電常數(shù)有關(guān)，通常可寫為 C=f(,S,) 。在本實(shí)驗(yàn)中，對于同軸式電容 ,當(dāng)覆蓋長度x變化時，電容量變化，其靈敏度 ，即電容變化與位移變

19、化成線性關(guān)系，而電容變化經(jīng)雙T電橋可轉(zhuǎn)換為電壓輸出，由此實(shí)現(xiàn)對位移的測量。 三、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私飧鞣N溫度傳感器（熱電偶、鉑熱電阻、PN 結(jié)溫敏二極管、半導(dǎo)體熱敏電阻、集成溫度傳感器）的測溫原理；掌握熱電偶的冷端補(bǔ)償原理；掌握熱電偶的標(biāo)定過程；了解各種溫度傳感器的性能特點(diǎn)并比較上述幾種傳感器的性能。二、實(shí)驗(yàn)儀器：溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K熱電偶（K型、E型）CSY2001B 型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺（以下簡稱主機(jī)）溫控電加熱爐連接電纜萬用表：VC9804A，附表筆及測溫探頭萬用表：VC9806，附表筆三、實(shí)驗(yàn)原理：（1）熱電偶測溫原理由兩根不同質(zhì)的導(dǎo)體熔接而成的閉合回路叫做熱電回路，當(dāng)其兩

20、端處于不同溫度時則回路中產(chǎn)生一定的電流，這表明電路中有電勢產(chǎn)生，此電勢即為熱電勢。（2）熱電偶標(biāo)定以K分度熱電偶作為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶來校準(zhǔn)E分度熱電偶，被校熱電偶熱電勢與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶熱電勢的誤差為 式中：被校熱電偶(E型)在標(biāo)定點(diǎn)溫度下測得的熱電勢平均值標(biāo)準(zhǔn)熱電偶(K型)在標(biāo)定點(diǎn)溫度下測得的熱電勢平均值標(biāo)準(zhǔn)熱電偶分度表上標(biāo)定溫度的熱電勢值被校熱電偶標(biāo)定溫度下分度表上的熱電勢值 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的微分熱電勢（3）熱電偶冷端補(bǔ)償熱電偶冷端溫度不為0時，需對所測熱電勢值進(jìn)行修正，修正公式為：E（T，To）=E(T,t1)+E(T1,T0)即： 實(shí)際電動勢 測量所得電勢 溫度修正電勢（4）鉑熱電阻鉑熱電阻的阻值與溫

21、度的關(guān)系近似線性，當(dāng)溫度在0T650時， RT=R0（1+AT+BT2）式中：RT鉑熱電阻T時的電阻值RO鉑熱電阻在0時的電阻值A(chǔ)系數(shù)（=3.96847×10-31/）B系數(shù)（-5.847×10-71/2）將鉑熱電阻作為橋路中的一部分在溫度變化時電橋失衡便可測得相應(yīng)電路的輸出電壓變化值。（5）PN結(jié)溫敏二極管半導(dǎo)體PN結(jié)具有良好的溫度線性，根據(jù)PN結(jié)特性表達(dá)公式可知，當(dāng)可知,當(dāng)一個PN結(jié)制成后，其反向飽和電流基本上只與溫度有關(guān)，溫度每升高一度，PN結(jié)正向壓降就下降2mv，利用PN結(jié)的這一特性可以測得溫度的變化。（6）熱敏電阻熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度升高而急劇下降這

22、一特性制成的熱敏元件。它呈負(fù)溫度特性，靈敏度高，可以測量小于0.01的溫差變化。（7）集成溫度傳感器用集成工藝制成的雙端電流型溫度傳感器，在一定的溫度范圍內(nèi)按1A/K 的恒定比值.輸出與溫度成正比的電流，通過對電流的測量即可得知溫度值（K 氏溫度），經(jīng)K 氏-攝氏轉(zhuǎn)換電路直接顯示溫度值。四、實(shí)驗(yàn)步驟：（1）觀察熱電偶結(jié)構(gòu)（可旋開熱電偶保護(hù)外套），了解溫控電加熱器工作原理（見附1）。（2） 溫控電加熱爐電源插頭插入主機(jī)“220V 加熱電源出”插座；熱電偶插入電加熱爐內(nèi)，K 分度熱電偶為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，冷端接“測試”端，E 分度熱電偶接“溫控”端，（注意熱電偶極性不能接反，而且不能斷偶）；（3）連接主

23、機(jī)的“實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源” 至溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源插座（在后側(cè)板）。（4）VC9806型萬用表置200mv 檔，當(dāng)主機(jī)的“熱電偶轉(zhuǎn)換”開關(guān)倒 向“溫控”時，測E 分度熱電偶的熱電勢；當(dāng)主機(jī)的“熱電偶轉(zhuǎn)換”開關(guān)倒向“測試”時，測K 分度熱電偶的熱電勢。記錄電爐溫度與熱電勢的關(guān)系。（5）打開主機(jī)“電源開關(guān)”，“測試設(shè)定”開關(guān)倒向“設(shè)定”，調(diào)節(jié)“設(shè)定調(diào)節(jié)”旋鈕，將溫度設(shè)定在40?！凹訜釥t”置“開”，“加熱”指示燈亮，溫控電加熱爐加熱；加熱爐到達(dá)設(shè)定溫度后，“加熱”指示燈滅，“關(guān)閉”指示燈亮，溫控爐在設(shè)定溫度保溫。（6）將“測試設(shè)定”開關(guān)倒向“測量”，用VC9806型萬用表分別測量K 型和E 型熱電偶的熱

24、電勢。（7）用VC9804型萬用表測量冷端溫度。（將溫度探頭連接在萬用表的“TEMP”插座，萬用表置于“”檔）（8）按照步驟（5），分別將溫度設(shè)定在40、50、60、70、80、90、100，重復(fù)（6）（7）步，記錄測量數(shù)據(jù)。（9）按照步驟（5），分別將溫度設(shè)定在100、90、80、70、60、50、40，重復(fù)（6）（7）步，記錄測量數(shù)據(jù).（10）重復(fù)（5）（9）步2次。 (11) 其他熱敏電阻步驟同上。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理:原始數(shù)據(jù)：給定溫度/405060708090100冷端溫度/20202020202020K型溫度熱電勢/mv0.71.11.52.02.42.83.1冷端補(bǔ)償電勢/mv0.

25、7980.7980.7980.7980.7980.7980.798實(shí)際電動勢/mv1.4981.8982.2982.7983.1983.5983.898測量溫度/39485969788899E型溫度熱電勢/mv1.21.82.43.03.64.05.0冷端補(bǔ)償電勢/mv1.1921.1921.1921.1921.1921.1921.192實(shí)際電動勢/mv2.3922.9923.5924.1924.7925.1926.192測量溫度/39485969788899鉑熱電阻輸出電壓/mv0.0750.0810.0930.1080.1310.1530.178PN結(jié)溫敏二極管輸出電壓/v0.1600.1

26、850.2060.2420.2560.3450.407半導(dǎo)體熱敏電阻輸出電壓/v1.2521.2371.1141.0290.8890.7590.622集成溫度傳感器輸出電壓/mv0.2740.2970.3120.3250.3580.4000.435數(shù)據(jù)處理及分析：1、熱電偶測溫：E型熱電偶的標(biāo)定：39485969788899e校測2.1342.7343.3344.0344.6345.3345.934e標(biāo)測1.4981.8982.2982.7983.1983.5983.898e校分2.3572.9213.6194.2644.8325.5136.250e標(biāo)分1.5701.9402.3942.809

27、3.1833.5984.054e-0.151-0.145-0.189-0.219-0.213-0.179-0.16熱電偶測溫電壓溫度曲線：從圖中可以看出，經(jīng)過標(biāo)定后E型熱電偶相比標(biāo)定前測量更準(zhǔn)確，但由于儀器本身原因測量溫度與實(shí)際溫度相差較大，導(dǎo)致E型熱電偶測溫不準(zhǔn)確，與K型熱電偶相比差距較大。結(jié)合參考資料，我們可以知道熱電偶測溫方法測溫范圍較寬，一般為-50至1600，熱電偶構(gòu)造簡單，使用方便，而且具有較高的準(zhǔn)確度。從圖像中看出經(jīng)過溫度補(bǔ)償后，熱電偶兩段電勢與測量溫度基本呈線性關(guān)系，而且熱電勢隨溫度變化情況較明顯，靈敏度高。2、鉑熱電阻：3、PN結(jié)溫敏二極管由于PN結(jié)的正向電壓與溫度間存在良好

28、的線性關(guān)系，廣泛用于1至400K范圍的溫度測量。其靈敏度約為-2mV/。4、半導(dǎo)體熱敏電阻半導(dǎo)體熱敏電阻由于其非線性，測溫范圍較小，常用于小范圍較高精度的測量。但其靈敏度較高，電阻溫度系數(shù)一般為-4.75%/。5、集成溫度傳感器集成溫度傳感器典型工作溫度范圍是-50至+150。與分立元件溫度傳感器相比，其最大優(yōu)點(diǎn)為小型化、使用方便和成本低廉。四、金屬箔式應(yīng)變計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式（2）掌握使用電橋電路對應(yīng)變片進(jìn)行信號調(diào)理的原理和方法（3）掌握使用應(yīng)變片設(shè)計(jì)電子秤的原理（4）掌握應(yīng)變片的溫補(bǔ)原理和方法二、實(shí)驗(yàn)原理（1）應(yīng)變片測量原理應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件。當(dāng)

29、用應(yīng)變片測試時，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測試體表面，測件受力發(fā)生形變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。通過測量電路，即可將電阻變化轉(zhuǎn)換成電信號輸出。（2）應(yīng)變電橋原理電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個電阻R1、R2、R3、R4中，電阻的相對變化率分別為R1/R1、R2/R2、R3/R3、R4/R4 ，當(dāng)使用一個應(yīng)變片時，；當(dāng)二個應(yīng)變片組成差動狀態(tài)工作，則有；用四個應(yīng)變片組成二個差動對工作，且R1= R2= R3= R4=R，則有。 （3）稱重原理本實(shí)驗(yàn)選用的是標(biāo)準(zhǔn)商用雙孔懸臂梁式稱重傳感器，靈敏度高，性能穩(wěn)定

30、，四個特性相同的應(yīng)變片貼在如圖1所示位置，彈性體的結(jié)構(gòu)決定了R1和R3、R2 和R4的受力方向分別相同，因此將它們串接就形成差動電橋。（彈性體中間上下兩片為溫度補(bǔ)償片）當(dāng)彈性體受力時，根據(jù)電橋的加減特性其輸出電壓為：å D（4）溫補(bǔ)原理當(dāng)應(yīng)變片所處環(huán)境溫度發(fā)生變化時，由于其敏感柵本身的溫度系數(shù)，自身的標(biāo)稱電阻值發(fā)生變化，而貼應(yīng)變片的測試件與應(yīng)變片敏感柵的熱膨脹系數(shù)不同，也會引起附加形變，產(chǎn)生附加電阻。為避免溫度變化時引入的測量誤差，在實(shí)用的測試電路中要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。本實(shí)驗(yàn)中采用的是電橋補(bǔ)償法。三、實(shí)驗(yàn)儀器主機(jī)提供可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（±4V、±12V），應(yīng)變式傳感器實(shí)

31、驗(yàn)?zāi)K，雙孔懸臂梁稱重傳感器，稱重砝碼（20克/個），數(shù)字萬用表(可測溫)。 四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）觀察稱重傳感器彈性體結(jié)構(gòu)及傳感器粘貼位置，將三芯電纜供電線一端與應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K相連，另一端與主機(jī)實(shí)驗(yàn)電源相連。（2）將差動放大器增益置于最大位置（順時針方向旋到底），差動放大器的“+”“-”輸入端接地。輸出端接電壓表200mV檔。開啟主機(jī)電源，用調(diào)零電位器調(diào)整差動放大器輸出電壓為零，然后拔掉實(shí)驗(yàn)線，調(diào)零后模塊上的“增益、調(diào)零”電位器均不應(yīng)再變動。（3）按圖3將所需實(shí)驗(yàn)部件連接成測試橋路（全橋接法），圖中R1、R2、R3和R均為應(yīng)變計(jì)（可任選雙孔懸臂梁上的一個應(yīng)變片），圖中每兩個節(jié)之間可理解為一

32、根實(shí)驗(yàn)連接線，注意連接方式，勿使直流激勵電源短路。（±4V采用主機(jī)電源上的+V0和-V0）。（4）開啟微機(jī)電源，調(diào)節(jié)電橋WD調(diào)零電位器使無負(fù)載時的稱重傳感器輸出為零。（5）逐一將砝碼放上傳感器稱重平臺（共9個砝碼），調(diào)節(jié)增益電位器，使VOUT端輸出電壓與所稱重量成一比例關(guān)系，記錄W（克）與V（mV）的對應(yīng)值，并將數(shù)據(jù)填入表1和表2中（按靜態(tài)標(biāo)定步驟進(jìn)行正反三次循環(huán)）。 （6）做出V-W曲線。（7）用可測溫度的萬用表測出環(huán)境溫度大小，并記錄。（8）開啟“應(yīng)變加熱”電源，觀察電橋輸出電壓隨溫度升高而發(fā)生的變化，待加熱溫度達(dá)到一個相對穩(wěn)定值后（加熱器加熱溫度約高于環(huán)境溫度30），記錄VOU

33、T端輸出電壓值，用可測溫度的萬用表測出孔懸臂梁上的溫度，并求出大致的溫飄V/T，然后關(guān)閉加熱電源，待其冷卻。（9）將圖3中電阻R2換成一片與應(yīng)變片在同一應(yīng)變梁上的補(bǔ)償應(yīng)變片，重新調(diào)整系統(tǒng)輸出為零。（10）開啟“應(yīng)變加熱”電源，觀察經(jīng)過補(bǔ)償?shù)碾姌蜉敵鲭妷旱淖兓闆r，并求出溫漂，然后與未進(jìn)行補(bǔ)償時的電路進(jìn)行比較，用文字說明比較的結(jié)果。五 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理原始數(shù)據(jù)：W(克)020406080100120140160180V1增（mV）0-50.5-97.2-148-198-248-297-346-395-442V1 減（mV）-0.7-50-98.6-149-199-249-296-345-394-4

34、42V1平均（mv）-0.35-50.25-97.9-148.5-198.5-248.5-296.5-345.5-394.5-442數(shù)據(jù)處理及分析：由數(shù)據(jù)得：關(guān)于溫度補(bǔ)償：未加補(bǔ)償：加熱前溫度穩(wěn)定后溫度（）2349電壓（mV）540.1溫漂為35.1mv加補(bǔ)償應(yīng)變片：加熱前溫度穩(wěn)定后溫度（）2349電壓（mV）2022.5溫漂為2.5mv通過上述數(shù)據(jù)可知,通過溫度補(bǔ)償后的溫漂有明顯下降.這是由于橋臂2的溫度補(bǔ)償片與應(yīng)變片1處于相同的溫度下,當(dāng)溫度變化時,兩者產(chǎn)生相等的溫漂電壓變化,這兩個變化的電壓值通過電橋連接而抵消,故輸出電壓溫漂減小。五、電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆姕u流傳感器的原理；了解不同被測材料對電渦流傳感器的影響；二、實(shí)驗(yàn)儀器電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K示波器：DS5062CE微機(jī)電源：WD990型，萬用表：VC9804A型電源連接電纜螺旋測微儀三、實(shí)驗(yàn)原理電渦流傳感器由平面線圈和金屬渦流片組成，當(dāng)線圈中通以高頻交變電流后，在與其平行的金屬片上會感應(yīng)產(chǎn)生電渦流，電渦流的大小影響線圈的阻抗Z，而渦流的大小與金屬電