自動(dòng)化檢測(cè)試驗(yàn)指導(dǎo)

1、實(shí)驗(yàn)一應(yīng)變片單臂、半橋、全橋特性比擬一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娮钁?yīng)變片的工作原理與應(yīng)用并掌握應(yīng)變片測(cè)量電路.二、根本原理：電阻應(yīng)變式傳感器是在彈性元件上通過(guò)特定工藝粘貼電阻應(yīng)變片來(lái)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(guò)一定的機(jī)械裝置將被測(cè)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(guò)測(cè)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.可用于能轉(zhuǎn)化成變形的各種非電物理量的檢測(cè),如力、壓力、加速度、力矩、重量等,在機(jī)械加工、計(jì)量、建筑測(cè)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(cè)微頭；顯示面板中的F

2、/V表或電壓表、土2V土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：位數(shù)顯萬(wàn)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42位數(shù)顯萬(wàn)用表2k電阻檔測(cè)量所有應(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(cè)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(wú)變化,是溫度補(bǔ)償片.如下列圖17所示.圖17觀察應(yīng)變片阻值變化情況示意圖2、差動(dòng)放大器調(diào)零點(diǎn)：按下列圖18示意接線.將F/V表或電壓表的量程切換開(kāi)關(guān)切換到2V檔,合上主、副電源開(kāi)關(guān)

3、,將差動(dòng)放大器的增益電位器按順時(shí)針?lè)较蜉p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18差放調(diào)零接線圖3、應(yīng)變片單臂電橋特性實(shí)驗(yàn):將士2V土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組成電橋電路,電橋的一對(duì)角接土4V直流電源,另一對(duì)角作為電橋的輸出接差動(dòng)放大器的二輸入端,將W電位器、r電阻直流調(diào)節(jié)平衡網(wǎng)絡(luò)接入電橋中W1電位器二固定端接電橋的土4V電源端

4、、W1的活動(dòng)端r電阻接電橋的輸出端,如圖19示意接線粗細(xì)曲線為連接線.金程即拽開(kāi)關(guān)0,8H8+B.aTJJloIW差動(dòng)放大器0調(diào)零增益圖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(wú)誤后合上主電源開(kāi)關(guān),當(dāng)機(jī)頭上應(yīng)變梁自由端的測(cè)微頭離開(kāi)自由端梁處于自然狀態(tài),圖17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(cè)微頭吸合梁的自由端前調(diào)節(jié)測(cè)微頭的微分筒,使測(cè)微頭的讀數(shù)為10mm左右測(cè)微頭微分筒的0刻度線與測(cè)微頭軸套的10mmJ度線對(duì)準(zhǔn)；再松開(kāi)測(cè)微頭支架軸套的緊固螺釘,調(diào)節(jié)測(cè)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(cè)微頭支

5、架高度擰緊緊固螺釘,筒使電壓表顯示值為0梁不受力處于自然狀態(tài)圖19機(jī)頭所示.仔細(xì)微調(diào)測(cè)微頭的微分,這時(shí)的測(cè)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(cè)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(cè)微頭的微分筒使電壓表顯示0V這時(shí)測(cè)微頭微分筒的刻度線不在原來(lái)的0位位移點(diǎn)位置上,是由于測(cè)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4X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)的電壓值填入表1中.*注：調(diào)節(jié)測(cè)微頭要仔細(xì),微分筒每轉(zhuǎn)一周X=0.5

6、mm如調(diào)節(jié)過(guò)量再回調(diào),那么產(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(huà)出實(shí)驗(yàn)曲線并計(jì)算靈敏度S=AV/AXV輸出電壓變化量,4X位移變化量和非線性誤差8用最小二乘法,S=Am/yFSx100%式中Am為輸出值屢次測(cè)量時(shí)為平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.六、應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處除實(shí)驗(yàn)接線按圖110示意接線,四片應(yīng)變片組成電橋電路外,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110應(yīng)變片全橋特性實(shí)驗(yàn)原理圖與接線示意圖七

7、、思考題：1、4R轉(zhuǎn)換成4V輸出用什么方法答：可以利用橋式電路來(lái)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,下梁的那么是壓3、還可以用什么方法消除測(cè)微頭的機(jī)械回程差提示：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(cè)微頭.4、應(yīng)變片組成全橋橋時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題實(shí)驗(yàn)二差動(dòng)變壓器測(cè)位移實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器測(cè)位移時(shí)的應(yīng)用方法二、根本原理：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、二次繞組間的耦合能隨銜鐵

8、的移動(dòng)而變化,即繞組間的互感隨被測(cè)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(shì)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(jiǎn)稱差動(dòng)變壓器.當(dāng)差動(dòng)變壓器工作在理想情況下忽略渦流損耗、磁滯損耗和分布電容等影響,它的等效電路如圖22所示.圖中Ui為一次繞組鼓勵(lì)電壓；M、M分別為一次繞組與兩個(gè)二次繞組間的互感：Li、Ri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；Ri、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21差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖圖22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)鼓勵(lì)引起的感應(yīng)

9、電動(dòng)勢(shì)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(shì)為零.當(dāng)銜鐵移向二次繞組L21,這時(shí)互感M大,M2小,因而二次繞組L21內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于二次繞組L22內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這時(shí)差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)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(shì)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(shì)仍不為零,但由于移動(dòng)方向改變,所以輸出電動(dòng)勢(shì)反相.因此由圖22可以看出一次繞組的電流為：11二次繞組的感應(yīng)動(dòng)勢(shì)為：二:二二.第二j.財(cái)1-1%+J嗎11曲-/幽6門:；二1輸出電動(dòng)勢(shì)的大小和相位可以知道銜鐵位移量的大小和方向.由于二次繞組反向串接,所以輸出總電動(dòng)勢(shì)為:其有效值為：JJ,&quo

10、t;-,;j1-病+陷,差動(dòng)變壓器的輸出特性曲線如圖23所示.圖中E21、E22分別為兩個(gè)二次繞組的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E2為差動(dòng)輸出電動(dòng)線表示理想的輸性.Eo為零點(diǎn)殘上的不對(duì)稱以余電動(dòng)勢(shì)的E-近不靈敏,給測(cè)量帶來(lái)誤差,點(diǎn)附此值的大小是衡量差動(dòng)變壓器性能好壞的重要指標(biāo).為了減小表示銜鐵偏離中央位置的距離.其中E2的實(shí)出特性,而虛線局部表示實(shí)際的輸出特余電動(dòng)勢(shì),這是由于差動(dòng)變壓器制作及鐵心位置等因素所造成的.零點(diǎn)殘存在,使得傳感器的輸出特性在零零點(diǎn)剩余電動(dòng)勢(shì)可采取以下方法:圖23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(guò)處理,消除內(nèi)部的剩余應(yīng)力,使其性能

11、均勻穩(wěn)定.2、選用適宜的測(cè)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)剩余電動(dòng)勢(shì).3、采用補(bǔ)償線路減小零點(diǎn)剩余電動(dòng)勢(shì).圖124是其中典型的幾種減小零點(diǎn)剩余電動(dòng)勢(shì)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W1W2M,可使零點(diǎn)剩余電動(dòng)勢(shì)減小.(a)(b)(c)圖24減小零點(diǎn)剩余電動(dòng)勢(shì)電路差動(dòng)變壓器在應(yīng)用時(shí)要想法消除零點(diǎn)剩余電動(dòng)勢(shì)和死區(qū),選用適宜的測(cè)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(cè)量范圍內(nèi)的死區(qū).圖25是差動(dòng)變壓器測(cè)位移原理框圖.圖25差動(dòng)變壓器測(cè)位移原理框圖北能W占/VX音頻振蕩器三、需用器件與單元

12、：機(jī)頭中的振動(dòng)臺(tái)、測(cè)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26本意接線.差勁放大落幅度f(wàn):5KHzF/V表電壓表顯示與調(diào)理電路面板音頻振蕩翳匚卻片持示波器由通道起程劃校開(kāi)關(guān)移相器電析調(diào)零增益相敏檢波器JLA債通謔波器Mi圖26差動(dòng)變壓器測(cè)位移組成、接線示意圖2、將音頻振蕩器幅度調(diào)節(jié)到最小幅度旋鈕逆時(shí)針輕轉(zhuǎn)到底；電壓表F/V表的量程切換開(kāi)關(guān)切到2V檔.檢查接線無(wú)誤后合上主、副電源開(kāi)關(guān).調(diào)節(jié)音頻振蕩器用示波器監(jiān)測(cè),頻率f=5KHz,幅值Vp-

13、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(cè)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(cè),如相鄰波形谷底不在同一水平線上,那么調(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(cè)微頭,使相敏檢波器輸出波形幅值絕對(duì)值盡量為最小銜鐵處在初級(jí)線圈的中點(diǎn)位置.5、調(diào)節(jié)電橋單元中的W、W2二者交替配合反復(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(cè)微頭到20mmb并記錄電壓表讀數(shù)作為位移始點(diǎn),以后順

14、時(shí)針?lè)较蛘{(diào)節(jié)測(cè)微頭每隔X=0.2mm從電壓表上讀出輸出電壓V值20mmir行程范圍,填入下表2.表2差動(dòng)變壓器測(cè)位移實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1、此差動(dòng)變壓器的量程多大?X(mm)V(mV)8、根據(jù)表15的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出實(shí)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(cè)量范圍作為傳感器的量程計(jì)算靈敏度S=aV/aX與線性度.實(shí)驗(yàn)完畢關(guān)閉所有電源開(kāi)關(guān).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)剩余電壓和死區(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(cè)位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的工作原理和性能.二、根本原理：光纖傳感器是利用光纖的特性研制而成的傳感

15、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(wú)感應(yīng)的電氣性能,耐水、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)外界信息具有敏感水平和檢測(cè)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(cè)量去改變描述光束的一些根本參數(shù),如光的強(qiáng)度、相位、偏振、頻率等,它們的改變反

16、映了被測(cè)量的變化.由于對(duì)光信號(hào)的檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)體相距d,由光源發(fā)出的光纖傳到端

17、部出射后再經(jīng)被測(cè)體反射回來(lái),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3-1所示.發(fā)射光接收光a光纖測(cè)位移工作原理(b)Y形光纖圖31Y形光纖測(cè)位移工作原理圖傳光型光纖傳感器位移量測(cè)是根據(jù)傳送光纖之光場(chǎng)與受訊光纖交叉地方視景做決定.當(dāng)光纖探頭與被測(cè)物接觸或零間隙時(shí)d=0,那么全部傳輸光量直接被反射至傳輸光纖.沒(méi)有提供光給接收端之光纖,輸出訊號(hào)便為“零O當(dāng)探頭與被測(cè)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(cè)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O到達(dá)光峰值之后,探針與被測(cè)物之距離繼續(xù)增加時(shí),將造成反射光擴(kuò)散或超過(guò)接收端接收視

18、野.使得輸出之訊號(hào)與量測(cè)距離成反比例關(guān)系.如圖3-2曲線所示,一般都選用線性范圍較好的前坡為測(cè)試區(qū)域.圖32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(cè)體鐵圓片拋光反射面、丫形光纖探頭、光纖座光電變換、測(cè)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273示意安裝、接線：在振動(dòng)臺(tái)上安裝被測(cè)體鐵

19、圓片拋光反射面,在振臺(tái)與測(cè)利頭吸合的情況下調(diào)節(jié)測(cè)微頭到10mmt.安裝光纖：安裝光纖時(shí),要用手抓捏兩根光纖尾部的包鐵局部輕輕插入光纖座中,絕對(duì)不能用手抓捏光纖的黑色包皮局部進(jìn)行插拔,插入時(shí)不要過(guò)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(cè)體反射面時(shí)擰緊軸套的緊固螺釘.再按圖33示意接線.圖33光纖傳感器位移實(shí)驗(yàn)安裝、接線示意圖不I號(hào)I調(diào)I理I史|路!Ifl；叫圖II3、檢查接線無(wú)誤后合上主、副電源開(kāi)關(guān),將F/V表的量程切換開(kāi)關(guān)切換到2V檔.將差動(dòng)放大器的增益電位器順時(shí)針?lè)较蚓徛D(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

20、電位器使F/V表顯示為0.4、順時(shí)針調(diào)節(jié)測(cè)微頭,每隔AXuO/mm讀取電壓表顯示值取X>8mm行程的數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)填入表3.X(mm109.759.509.259.008.758.508.258.007.757.50V(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：S=V/X=0.984v/mm光電傳感器測(cè)轉(zhuǎn)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(cè)量轉(zhuǎn)速的原理

21、及方法.二、根本原理：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(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)上通孔后由光電管接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由于轉(zhuǎn)盤(pán)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f,即可得到轉(zhuǎn)速n=10f.實(shí)驗(yàn)原理框圖如圖34所示.圖3-4光耦測(cè)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(pán)上；顯示面板中的F/V表、電機(jī)限制、±2V±10V步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源；調(diào)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35所示接線,將F/V表切

22、換到頻率2KHz檔.直流穩(wěn)壓電源調(diào)到10V檔.圖35光電傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)接線示意圖小!與調(diào)理電路何板F/V表就顯示相應(yīng)的頻率2、檢查接線無(wú)誤后,合上主、副電源開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)電機(jī)限制旋鈕,f,計(jì)算轉(zhuǎn)速為n=10fo實(shí)驗(yàn)完畢,關(guān)閉主、副電源.五、數(shù)據(jù)處理：測(cè)得f=980(HZ),那么n=10f=9800(r/min)實(shí)驗(yàn)四熱電偶的原理及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄犭娕紲y(cè)溫原理.、根本原理：1821年德國(guó)物理學(xué)家賽貝克TJSeebeck發(fā)現(xiàn)和證實(shí)了兩種不同材料回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì).這種物理的導(dǎo)體A和B組成的閉合回路,當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí),現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)塞貝克效應(yīng)熱電偶測(cè)溫原理是利用熱電效應(yīng).如圖41所示

23、,熱電偶就是將A和B二種不同金AqC匚T<熱電勢(shì)惻量*-0BToC圖41熱電偶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(chǎng)的T端稱為工作端或測(cè)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(lái)連接測(cè)量?jī)x表的兩根導(dǎo)線C是同樣的材料,可以與A和B不同種材料.T與To的溫差愈大,熱電偶的輸出電動(dòng)勢(shì)愈大；溫差為0時(shí),熱電偶的輸出電動(dòng)勢(shì)為0;因此,可以用測(cè)熱電動(dòng)勢(shì)大小衡量溫度的大小.國(guó)際上,將熱電偶的AB熱電極材料不同分成假設(shè)干分度號(hào),并且有相應(yīng)的分度表即參考端溫度為0c時(shí)的測(cè)量端溫度與熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；可以通過(guò)測(cè)量熱電偶輸出的熱電動(dòng)勢(shì)值再查分度表得

24、到相應(yīng)的溫度值.熱電偶一般用來(lái)測(cè)量較高的溫度,應(yīng)用在冶金、化工和煉油行業(yè),用于測(cè)量、限制較高的溫度.本實(shí)驗(yàn)只是定性了解熱電偶的熱電勢(shì)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶是由銅一康銅組成的簡(jiǎn)易熱電偶,分度號(hào)為To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、下外表中,二個(gè)熱電偶串聯(lián)在一起,產(chǎn)生熱電勢(shì)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(wú)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42示意接線,檢查接線無(wú)誤后

25、合上主、副電源開(kāi)關(guān).將差動(dòng)放大器的增益電位器順時(shí)針?lè)较蚓徛D(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(cè)的室溫tn.圖42熱電偶無(wú)溫差時(shí)差動(dòng)放大器調(diào)零接線示意圖顯示與調(diào)理電路面板2、將-15V直流電源接入加熱器的一端,加熱器的另一端接地,如圖43所示.觀察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)銅一康銅熱電偶串聯(lián)經(jīng)放大100倍后的熱電勢(shì).；i-I_I不嗚調(diào)懾1電I路i面他圖4-3熱電偶測(cè)

26、溫實(shí)驗(yàn)接線示意圖3、根據(jù)熱電偶的熱電勢(shì)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(shì).式中：t-熱電偶的熱端(工作端或稱測(cè)溫端)溫度.tn-熱電偶的冷端(自由端即熱電勢(shì)輸出端)溫度也就是室溫.to0C、首先計(jì)算熱端溫度為t,冷端溫度為室溫時(shí)熱電勢(shì)：E(t,tn)=電壓表V+(100X2)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(cè)得),冷端溫度為0c時(shí)的熱電勢(shì)E(tn,to):.、最后計(jì)算熱端溫度為t,冷端溫度為0c時(shí)的熱電勢(shì)：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(cè)溫度t(加熱器功率較小,升溫10c左右).附表：銅一康銅熱電偶分度表(自由端溫度為0c時(shí)tmV寸應(yīng)值)分度號(hào)：T(自由端溫度0C)工作端溫度C0123456789熱電動(dòng)勢(shì)(mV-10-0.383-0.4