傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告分解

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西華大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

西華大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（理工類）

開課學(xué)院及實(shí)驗(yàn)室：自動(dòng)檢測及自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)間：年月日

學(xué)生姓名學(xué)生所在學(xué)院課程名稱實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱橋性能比較與半導(dǎo)體應(yīng)變片性能比較實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師林艷、陳高燕項(xiàng)目學(xué)分學(xué)號(hào)電氣信息學(xué)院傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)一：箔式應(yīng)變片性能及單臂、半橋、全項(xiàng)目代碼成績年級(jí)/專業(yè)/班課程代碼106088009一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式；2．測試應(yīng)變梁變形的應(yīng)變輸出；3．比較各橋路間的輸出關(guān)系；

4．比較金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的各種的特點(diǎn)。

二、實(shí)驗(yàn)原理

應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測試時(shí)，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測試體表面，當(dāng)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，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出顯示。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料

直流穩(wěn)壓電源（±4V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、箔式應(yīng)變片、測微頭、（或雙孔懸臂梁、稱重砝碼）、電壓表。

四、實(shí)驗(yàn)步驟（按照實(shí)際操作過程）

1．調(diào)零。開啟儀器電源，差動(dòng)放大器增益置100倍（順時(shí)針方向旋到底），“＋、－”輸入端用實(shí)驗(yàn)線對(duì)地短路。輸出端接數(shù)字電壓表，用“調(diào)零”電位器調(diào)整差動(dòng)放大器輸出電壓為零，然后拔掉實(shí)驗(yàn)線。調(diào)零后電位器位置不要變化，調(diào)零后關(guān)閉儀器電源。

2．按圖1.1將實(shí)驗(yàn)部件用實(shí)驗(yàn)線連接成測試橋路。橋路中R1、R2、R3、和WD為電橋中的固定電阻和直流調(diào)平衡電位器，R為金屬箔式應(yīng)變片（可任選上、下梁中的一片工作片）。直流激勵(lì)電源為±4V。

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＋4VRR2＋WD－4VR3R1圖1.1單臂電橋測試原理圖

－V3．確認(rèn)接線無誤后開啟儀器電源，并預(yù)熱數(shù)分鐘。測微頭裝于懸臂梁前端的永久磁鋼上，并調(diào)節(jié)使應(yīng)變梁處于基本水平狀態(tài)。調(diào)整電橋WD電位器，使測試系統(tǒng)輸出為零。

4．旋動(dòng)測微頭，帶動(dòng)懸臂梁分別作向上和向下的運(yùn)動(dòng)，以懸臂梁水平狀態(tài)下電路輸出電壓為零為起點(diǎn)，向上和向下移動(dòng)各5mm，測微頭每移動(dòng)0.5mm記錄一個(gè)差動(dòng)放大器輸出電壓值，并列表。

5．直流半橋：保持差動(dòng)放大器增益不變，將R2換成與應(yīng)變片R工作狀態(tài)相反的另一金屬箔式應(yīng)變片，（若R拉伸，換上去的應(yīng)為壓縮片）形成半橋。重復(fù)單臂電橋的步驟；

6．直流全橋：保持差動(dòng)放大器增益不變，將R1換成與應(yīng)變片R工作狀態(tài)相反的另一金屬箔式應(yīng)變片，（若R拉伸，換上去的應(yīng)為壓縮片），將R3換成與應(yīng)變片R工作狀態(tài)相同的另一金屬箔式應(yīng)變片，形成全橋。重復(fù)單臂電橋的步驟。

五、實(shí)驗(yàn)過程記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)

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六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及問題討論

指導(dǎo)教師簽字：

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開課學(xué)院及實(shí)驗(yàn)室：自動(dòng)檢測及自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)間：年月日

學(xué)生姓名學(xué)生所在學(xué)院課程名稱實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱阻測溫試驗(yàn)指導(dǎo)教師林艷、陳高燕項(xiàng)目學(xué)分學(xué)號(hào)電氣信息學(xué)院傳感器技與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)二：熱電式傳感器——熱電偶、熱敏電項(xiàng)目代碼成績年級(jí)/專業(yè)/班課程代碼106088009一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、觀察了解熱電偶的結(jié)構(gòu)；2、熟悉熱電偶的工作特性；3、學(xué)會(huì)查閱熱電偶分度表；4、了解熱敏電阻的特性；

5、比較熱電偶和熱敏電阻的特性。

二、實(shí)驗(yàn)原理

1．熱電偶測溫：熱電偶是熱電式傳感器的一種，它可將溫度變化轉(zhuǎn)化成電勢的變化，其工作原理是建立在熱電效應(yīng)的基礎(chǔ)上的。即將兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路，如果兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，回路中將產(chǎn)生一定的電流（電勢），其大小與材料的性質(zhì)和結(jié)點(diǎn)的溫度有關(guān)。因此只要保持冷端溫度t0不變，當(dāng)加熱結(jié)點(diǎn)時(shí)，熱電偶的輸出電勢E會(huì)隨溫度t變化，通過測量此電勢即可知道兩端溫差，從而實(shí)現(xiàn)溫度的測量。本儀器中熱電偶為銅—康銅熱電偶（K型）。

2．熱敏電阻測溫：熱敏電阻是熱電式傳感器的一種，它可將溫度變化轉(zhuǎn)化為電阻變化以達(dá)到測量溫度的目的。熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料制成的熱敏元件，它具有靈敏度高，可以應(yīng)用于各領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)。熱電偶一般測高溫線性較好，熱敏電阻則用于200℃以下溫度較為方便。

本實(shí)驗(yàn)中所用熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)。其定義為熱敏電阻在其自身溫度變化1℃時(shí)，電阻值的相對(duì)變化量，可用下式表示為：

?T?1dRTB??RTdTT2式中B為熱敏電阻常數(shù)。本實(shí)驗(yàn)所用的熱敏電阻B=3200K。

負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻其特性可以表示為：RT?RT0式中RT、RT0分別為溫度T和T0時(shí)的電阻值。

因此當(dāng)溫度變化時(shí)，熱敏電阻阻值的變化將導(dǎo)致由運(yùn)放組成的壓/阻變換電路的輸出電壓變化，其關(guān)系

11B(?)eTT0

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可表示為：

U0UTR?U0?T0RT0RTUTRT式中UT、UT0分別為溫度T和T0時(shí)的壓/阻變換電路的輸出電壓值。根據(jù)上面兩式：

11RT1?ln?TBRT0T0

11UT1?ln?TBUT0T0三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料

熱電偶、熱敏電阻RT、溫度變換器、加熱器、差動(dòng)放大器、電壓表、溫度計(jì)（自備）。

四、實(shí)驗(yàn)步驟（按照實(shí)際操作過程）

1．熱電偶的測溫試驗(yàn)步驟

（1）調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器輸出為