測試技術(shù)基礎(chǔ)實驗報告-2015

1、測試技術(shù)基礎(chǔ)實驗報告院 系：機械工程及自動化學(xué)院班 級：120715班學(xué) 號：12071136姓 名：劉嘉蕾2015年06月02日2015測試技術(shù)基礎(chǔ)實驗報告 12071136 劉嘉蕾實驗一 光柵傳感器測位移實驗1、四倍頻辨向電路的工作原理四倍頻電路是一種位置細分法，就是使正弦信號在0度、90度、180度、270度都有脈沖輸出，可使測量精度提高四倍。光柵傳感器輸出兩路相位相差為90的方波信號A和B.如圖l所示，用A，B兩相信號的脈沖數(shù)表示光柵走過的位移量，標志光柵分正向與反向移動四倍頻后的信號，經(jīng)計數(shù)器計數(shù)后轉(zhuǎn)化為相對位置.計數(shù)過程一般有兩種實現(xiàn)方法：一是由微處理器內(nèi)部定時計數(shù)器實現(xiàn)計數(shù)；二是

2、由可逆計數(shù)器實現(xiàn)對正反向脈沖的計數(shù)當光柵正向移動時，光柵輸出的A相信號的相位超前B相90，則在一個周期內(nèi)，兩相信號共有4次相對變化：0010110100這樣,如果每發(fā)生一次變化，可逆計數(shù)器便實現(xiàn)一次加計數(shù),一個周期內(nèi)共可實現(xiàn)4次加計數(shù)，從而實現(xiàn)正轉(zhuǎn)狀態(tài)的四倍頻計數(shù)當光柵反向移動時，光柵輸出的A相信號的相位滯后于B相信號90，則一個周期內(nèi)兩相信號也有4次相對變化：0001111000同理，如果每發(fā)生一次變化，可逆計數(shù)器便實現(xiàn)一次減計數(shù)，在一個周期內(nèi)，共可實現(xiàn)4次減計數(shù)，就實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。2、四倍頻辨向電路波形圖實驗二： 電容式、渦流式傳感器的特性及應(yīng)用實驗1、 根據(jù)表1實測數(shù)據(jù)，畫出輸入/輸出特性曲

3、線Uo=f（X)，并且計算靈敏度和非線性誤差。表1-1 變面積電容傳感器實測數(shù)據(jù)記錄表X(mm)-2.5-2-1.5-1-0.50Uo(V)-1.41-1.10-0.80-0.53-0.240-1.42-1.06-0.74-0.46-0.240-1.38-1.12-0.80-0.53-0.240平均值-1.40333-1.09333-0.78-0.50667-0.240X(mm)0.511.522.5Uo(V)0.230.400.640.720.810.260.500.660.800.890.230.490.580.770.90平均值0.240.4633330.6266670.7633330.

4、866667由表1數(shù)據(jù)及所繪制的X-Uo曲線可得電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度即曲線的斜率，曲線擬合直線方程為Uo= 0.4621x - 0.0967，靈敏度S= 0.4621V/mm計算出各點誤差如表1-2所示，可得輸出V的最大誤差U=0.19188V.非線性誤差= 最大誤差V/滿量程輸出 = 9.94%表1-2電容傳感器位移與輸出電壓值及各點誤差值X(mm)-2.5-2-1.5-1-0.50平均值Uo-1.40333-1.093333-0.78-0.50666-0.240計算值Uo'-1.25195-1.0209-0.78985-0.5588-0.32775-0.0967誤差U-0.151

5、38-0.0724330.009850.0521330.087750.0967X(mm)0.511.522.5平均值Uo0.240.46333330.6266660.763330.86666計算值Uo'0.134350.36540.596450.82751.05855誤差U0.105650.09793330.030216-0.0641-0.19182、 根據(jù)表2實測數(shù)據(jù)，畫出輸入/輸出特性曲線Uo=f（X)，并且計算靈敏度和非線性誤差。表2-1 差動電容傳感器實測數(shù)據(jù)記錄表X(mm)-2.5-2-1.5-1-0.50Uo(V)-3.45-2.73-2.00-1.28-0.630-3.5

6、2-2.71-2.09-1.43-0.710-3.43-2.73-1.96-1.28-0.630平均值-3.46667-2.72333-2.01667-1.33000-0.656670X(mm)0.511.522.5Uo(V)0.651.282.102.833.530.671.342.052.793.520.701.281.962.703.41平均值0.6733331.3000002.0366672.7733333.486667由表二數(shù)據(jù)及所繪制的X-Uo曲線可得電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度即曲線的斜率，曲線擬合直線方程為Uo=1.3728x + 0.007，靈敏度S= 1.3728V/mm由所得X

7、-Uo函數(shù)表達式及所測的實驗數(shù)據(jù)用excel計算出各點誤差如表2-2所示，可得輸出V的最大誤差U= 0.0798V.非線性誤差=最大誤差V/滿量程輸出= 4.0%表2-2電容傳感器位移與輸出電壓值及各點誤差值X(mm)-2.5-2-1.5-1-0.50平均值Uo-3.466666667-2.7233333-2.0166666-1.33-0.6566660計算值Uo'-3.425-2.7386-2.0522-1.3658-0.67940.007誤差U-0.0416666670.015266660.03553330.03580.0227333-0.007X(mm)0.511.522.5平均

8、值Uo0.6733333331.32.03666662.77333333.486666計算值Uo'0.69341.37982.06622.75263.439誤差U-0.020066667-0.0798-0.02953330.02073330.0476663、 根據(jù)表3、表4和表5數(shù)據(jù)，分別畫出渦流式傳感器的輸入/輸出特性曲線Uo=f（X)，并求出擬合曲線的方程。（1）表3 渦流式傳感器被測體為鐵片時的實測數(shù)據(jù)記錄X(mm)1111.211.411.611.81212.212.412.612.8Uo(mV)0000002.542.793.053.31X(mm)1313.213.413.6

9、13.81414.214.414.614.8Uo(mV)3.543.773.984.194.394.574.734.895.055.19擬合曲線方程：Uo=f（x）=1.0223x - 10.006（2）表4 渦流式傳感器被測體為鋁片時的實測數(shù)據(jù)記錄X(mm)8.78.99.19.39.59.79.910.110.310.5Uo(mV)3.593.583.874.224.494.754.985.175.345.49X(mm)10.710.911.111.311.511.711.912.112.312.5Uo(mV)5.625.745.855.946.026.096.146.196.236.28

10、擬合曲線方程：Uo=f（x）=0.7383x - 2.5475（3）表5 渦流式傳感器被測體為銅片時的實測數(shù)據(jù)記錄X(mm)8.58.78.99.19.39.59.79.910.110.3Uo(mV)3.063.253.573.894.174.424.654.845.035.19X(mm)10.510.710.911.111.311.511.711.912.112.3Uo(mV)5.325.465.575.675.765.835.915.976.026.07擬合曲線方程：Uo=f（x）=0.786x - 3.1917思考題1.比較差動式和變面積式電容傳感器的優(yōu)劣。答：差動式電容傳感器靈敏度比普

11、通變面積式電容傳感器高1倍，對于外界干擾，電磁吸引力、靜電引力等有一定補償作用。2.渦流式傳感器的量程與那些因素有關(guān)？答：渦流式傳感器量程與金屬導(dǎo)體材料的電阻率，線圈匝數(shù)以及線圈與金屬塊距離X等有關(guān)。3.轉(zhuǎn)速測試中，輸出頻率與轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系，如何提高測試精度？答：f=n*p f為頻率 n 為轉(zhuǎn)速 p為磁極數(shù)增大磁極分布圓周的半徑，適當增加磁極數(shù)可以提高測試精度。實驗三.切削力測量實驗1、實驗?zāi)康?）通過實驗驗證應(yīng)力測量原理與具體實施方法。2）通過實驗初步掌握力的應(yīng)變測試技術(shù)。2、實驗設(shè)備1）SDC系列測力儀一臺2）YD-821/4四通道應(yīng)變儀一臺3）A/D卡 （已置于微機內(nèi)）一塊 4）微機及相

12、關(guān)配置一套3、實驗數(shù)據(jù)與圖形1).標定實驗中，通過對X、Y、Z軸進行分別標定，得到如下標定系數(shù)：X=11.2236；Y=-10.9645；Z=57.9310.具體如圖（1）所示。注：掛載砝碼為1KG。圖（1）各軸標定實驗截圖X方向Y方向Z方向2.實驗相關(guān)圖形截圖如圖（2）（3）（4）所示。（2）實驗數(shù)據(jù)平穩(wěn)波形截圖圖（3）實驗產(chǎn)生波動波形截圖圖（4）實驗波動恢復(fù)平穩(wěn)波形截圖實驗四：微機在測量信號中的應(yīng)用實驗1、實驗?zāi)康耐ㄟ^實驗使同學(xué)了解在PC機為主機的系統(tǒng)中，如何實現(xiàn)由加速度傳感器感受到振動信號，經(jīng)過放大和轉(zhuǎn)換后送微機進行數(shù)據(jù)采集及測量信號的分析和處理的方法。2、實驗設(shè)備1).測力儀一臺；2.)計算機一臺；3.)加速度傳感器1個；4.)AD轉(zhuǎn)換器1臺。3、實驗數(shù)據(jù)鋼板尺刻度（cm）鋼板尺實際振動長度（cm）鋼板尺振動頻率（HZ）相對誤差實驗值準確值3026.288.425.25%準確值的計算：由資料知：懸臂梁的各階固有頻率計算公