檢測技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)書

檢測技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)書電氣0551班適用工業(yè)電氣化技術(shù)專業(yè)2009-7-9實訓(xùn)一直流激勵時霍爾式傳感器位移特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用。二、基本原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢UH=KHIB,當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場中運動時，它就可以進行位移測量。三、需用器件與單元：霍爾傳感器實驗?zāi)０濉⒒魻杺鞲衅?、直流源、測微頭、數(shù)顯單元。四、實驗步驟：1、將霍爾傳感器按圖5—1安裝?；魻杺鞲衅髋c實驗?zāi)０宓倪B接按圖5—2進行。1、3為電源±4V,2、4為輸出。2、開啟電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置再調(diào)節(jié)RW］使數(shù)顯表指示為零。圖5圖5—1霍爾傳感器安裝示意圖4、圖5—2霍爾傳感器位移一一直流激勵實驗接線圖1、微頭向軸向方向推進，每轉(zhuǎn)動0.2mm記下一個讀數(shù)，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入表5—1。表5—1

X(mm)V(mv)作出V—X曲線，計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差。五、思考題：本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么量的變化?實訓(xùn)二交流激勵時霍爾式傳感器的位移實驗一、實驗?zāi)康模毫私饨涣骷顣r霍爾式傳感器的特性。二、基本原理：交流激勵時霍爾式傳感器與直流激勵一樣，基本工作原理相同，不同之處是測量電路。三、需用器件與單元：在實驗十六基礎(chǔ)上加相敏檢波、移相、濾波模板、雙線示波器。四、實驗步驟：1、傳感器安裝同實驗十六，實驗?zāi)０迳线B線見圖5—3。示波器主控臺白明數(shù)顯表示波器主控臺白明數(shù)顯表移相、相敏、低通模板霍爾實驗?zāi)０逡葡?、相敏、低通模板圖5—3交流激勵時霍爾傳感器位移實驗接線圖2、調(diào)節(jié)音頻振動器頻率和幅度旋鈕，從Lv輸出，用示波器測量使電壓輸出頻率為1KHz,電壓峰一峰值為接上交流電源，激勵電壓從音頻輸出端LV輸出頻率1KHZ，幅值為4V峰一峰值（注意電壓過大會燒壞霍爾元件）。3、調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器處于磁鋼中點，先用示波器觀察使霍爾元件不等位電勢為最小，然后從數(shù)顯表上觀察，調(diào)節(jié)電位器RW1、RW2使顯示為零。4、調(diào)節(jié)測微頭使霍爾傳感器產(chǎn)生一個較大位移，利用示波器觀察相敏檢波器輸出，旋轉(zhuǎn)移相單元電位器RW和相敏檢波電位器RW，使示波器顯示全波整流波形，且數(shù)顯表顯示相對值。5、使數(shù)顯表顯示為零，然后旋動測微頭記下每轉(zhuǎn)動0.2mm時表頭讀數(shù)，填入表5—2。表5—2交流激勵時輸出電壓和位移數(shù)據(jù)X(mm)V(mv)6、根據(jù)表5—2作出V—X曲線，計算不同量程時的非線性誤差。五、思考題：利用霍爾元件測量位移和振動時，使用上有何限制？實訓(xùn)三霍爾測速實驗一、實驗?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。二、基本原理：利用霍爾效應(yīng)表達式：UH=KHIB,當(dāng)被測圓盤上裝上N只磁性體時，圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場就變化N次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過放大、整形和計數(shù)電路就可以測量被測旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。三、需用器件與單元：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、直流源+5V、轉(zhuǎn)動源2—24V、轉(zhuǎn)動源單元、數(shù)顯單元的轉(zhuǎn)速顯示部分。實驗步驟：1、根據(jù)圖5—4,將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器裝于傳感器支架上，探頭對準(zhǔn)反射面內(nèi)的磁鋼。2、將5V直流源加于霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的電源端（1號接線端）。3、將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出端（2號接線端）插入數(shù)顯單元Fin端，3號接線端接地。4、將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中的+2V—24V轉(zhuǎn)速電源接入三源板的轉(zhuǎn)動電源插孔中。5、將數(shù)顯單元上的開關(guān)撥到轉(zhuǎn)速檔。6、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電壓使轉(zhuǎn)動速度變化。觀察數(shù)顯表轉(zhuǎn)速顯示的變化。思考題：1、利用霍爾元件測轉(zhuǎn)速，在測量上有否限制？2、本實驗裝置上用了十二只磁鋼，能否用一只磁鋼？光纖傳感器的位移特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的工作原理和性能。二、基本原理：本實驗采用的是傳光型光纖，它由兩束光纖混合后，組成Y型光纖，半園分布即雙D型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X，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由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電量，而光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電量大小與間距X有關(guān)，因此可用于測量位移。三、需用器件與單元：光纖傳感器、光纖傳感器實驗?zāi)０濉?shù)顯單元、測微頭、直流源、反射面。四、實驗步驟：1、根據(jù)圖9-1安裝光纖位移傳感器，二束光纖插入實驗板上的座孔上。其內(nèi)部已和發(fā)光管D及光電轉(zhuǎn)換管T相接。圖9-1光纖傳感器安裝示意圖2、將光纖實驗?zāi)０遢敵龆搜?1與數(shù)顯單元相連，見圖9-2。

接主控箱電源輸出接主控箱數(shù)顯表接主控箱電源輸出接主控箱數(shù)顯表圖9-2光纖傳感器位移實驗接線圖3、調(diào)節(jié)測微頭，使探頭與反射面圓平板接觸。4、實驗?zāi)０褰尤搿?5丫電源，合上主控箱電源開關(guān)，調(diào)RW使數(shù)顯表顯示為零。5、旋轉(zhuǎn)測微頭，被測體離開探頭，每隔0.1mm讀出數(shù)顯表值，將其填入表9-1。表9-1光纖位移傳感器輸出電壓與位移數(shù)據(jù)X(mm)V(v)6、根據(jù)表9-1數(shù)據(jù)，作光纖位移傳感器的位移特性，計算在量程1mm時靈敏度和非線性誤差。五、思考題：光纖位移傳感器測位移時對被測體的表面有些什么要求?實訓(xùn)五交流全橋的應(yīng)用一一振動測量實驗一、實驗?zāi)康模毫私饫媒涣麟姌驕y量動態(tài)應(yīng)變參數(shù)的原理與方法。二、基本原理：對于交流應(yīng)變信號用交流電橋測量時，橋路輸出的波形為一調(diào)制波，不能直接顯示其應(yīng)變值，只有通過移相檢波和濾波電路后才能得到變化的應(yīng)變信號，此信號可以從示波器或用交流電壓表讀得。三、需用器件與單元：音頻振蕩器、低頻振蕩器、萬用表（自備）、應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)０濉⑾嗝魴z波器模板、雙綜示波器、振動源。四、實驗步驟:1、模塊上的傳感器不用，改為振動梁的應(yīng)變片，即臺面上的應(yīng)變輸出。2、將臺面三源板上的應(yīng)變插座用連接線插入應(yīng)變傳感器實驗?zāi)０迳稀Ｒ蛘駝恿荷系乃钠瑧?yīng)變片已組成全橋，引出線為四芯線，因此可直接接入實驗?zāi)０迕嫔弦崖?lián)成電橋的四個插孔上。接線時應(yīng)注意連接線上每個插頭的意義，對角線的阻值為350Q，若二組對角線阻值均為350Q則接法正確（萬用表測量）。3、根據(jù)圖1—8,接好交流電橋調(diào)平衡電路及系統(tǒng)，R8、Rw1、C、Rw2為交流電橋調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。檢查接線無誤后，合上主控臺電源開關(guān)，將音頻振蕩器的頻率調(diào)節(jié)到1KHz左右，幅度調(diào)節(jié)到10Vp-p（頻率可用數(shù)顯表Fin監(jiān)測，幅度用示波器監(jiān)測）接音頻振蕩示波器接主控箱電源輸出R1口身口移相器5KHz(Li)低通濾波器接主控箱電源輸出2 +15v接音頻振蕩示波器接主控箱電源輸出R1口身口移相器5KHz(Li)低通濾波器接主控箱電源輸出2 +15v圖1—6應(yīng)變片振動測量實驗接線圖

4、將低頻振蕩器輸出接入振動臺激勵源插孔，調(diào)低頻輸出幅度和頻率使振動臺（圓盤）明顯感到振動。5、固定低頻振蕩器幅度鈕旋位置不變，低頻輸出端接入數(shù)顯單元的Fin,把數(shù)顯表的切換開關(guān)打到頻率檔監(jiān)測低頻頻率，調(diào)低頻頻率，用示波器讀出頻率改變時低通濾波器輸出Vo的電壓峰一峰值，填入表1—5。f(Hz)Vo(p-p)從實驗數(shù)據(jù)得振動梁的自振頻率為HZ。五、思考題:1、在交流電橋測量中，對音頻振蕩器頻率和被測梁振動頻率之間有什么要求？2、請歸納直流電橋和交流電橋的特點？小結(jié)：電阻應(yīng)變式傳感器從1938年開始使用到目前，仍然是當(dāng)前稱重測力的主要工具，電阻應(yīng)變式傳感器最高精度可達萬分之一甚至更高，電阻應(yīng)變片