傳感器實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)課件

實(shí)驗(yàn)1應(yīng)變片與直流電橋一、金屬箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片，單臂單橋的工作原理和工作情況。

實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)電橋平衡（或調(diào)整到平衡）時(shí)，輸出為零，當(dāng)橋臂電阻變化時(shí)，電橋產(chǎn)生相應(yīng)輸出。實(shí)驗(yàn)過程：差動(dòng)放大器調(diào)零；測(cè)量電路連接；測(cè)微頭調(diào)整水平；開啟電源，調(diào)整電橋平衡電位器，使電橋平衡；旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。RXR2R1RX電橋W2W1rcAR2R1RxVrR3W1-4V+4V實(shí)驗(yàn)1應(yīng)變片與直流電橋一、金屬箔式應(yīng)變

注意事項(xiàng)：關(guān)掉電源接線。注意電源不能短接，接線完成上電時(shí)先檢查電源線是否短接；F/V表打到2V檔，如實(shí)驗(yàn)過程中指示溢出則改為20V檔；實(shí)驗(yàn)時(shí)位移起始點(diǎn)不一定在10mm處，可根據(jù)實(shí)際情況而定；為確保實(shí)驗(yàn)過程中輸出指示不溢出，差動(dòng)放大增益不宜過大，可先置中間位置，如測(cè)得的數(shù)據(jù)普遍偏小，則可適當(dāng)增大，但一旦設(shè)定，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中不能改變。注意事項(xiàng)：二、金屬箔式應(yīng)變片：?jiǎn)伪?、半橋、全橋比較

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證單臂、半橋、全橋的性能。

實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)電橋平衡（或調(diào)整到平衡）時(shí)，輸出為零，當(dāng)橋臂電阻變化時(shí)，電橋產(chǎn)生相應(yīng)輸出。

實(shí)驗(yàn)過程：差動(dòng)放大器調(diào)零；單臂橋測(cè)量電路連接；測(cè)微頭調(diào)整水平；選擇適當(dāng)?shù)姆糯笤鲆?；開啟電源，調(diào)整電橋平衡電位器，使電橋平衡；旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)；半橋測(cè)量電路連接；測(cè)微頭調(diào)整水平；保持增益不變；開啟電源，調(diào)整電橋平衡電位器，使電橋平衡；旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)；全橋測(cè)量電路連接；測(cè)微頭調(diào)整水平；保持增益不變；開啟電源，調(diào)整電橋平衡電位器，使電橋平衡；旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。AR2R1RxVrR3W1-4V+4V二、金屬箔式應(yīng)變片：?jiǎn)伪?、半橋、全橋比較AR2R1R注意事項(xiàng)：關(guān)掉電源接線。注意電源不能短接，接線完成上電時(shí)先檢查電源線是否短接。直流穩(wěn)壓電源打到4V檔，不能打得過大，以免損壞應(yīng)變片或造成嚴(yán)重自熱效應(yīng)（讀數(shù)不穩(wěn)定）；F/V表打到2V檔，如實(shí)驗(yàn)過程中指示溢出則改為20V檔；實(shí)驗(yàn)時(shí)位移起始點(diǎn)不一定在10mm處，可根據(jù)實(shí)際情況而定；為確保實(shí)驗(yàn)過程中輸出指示不溢出，差動(dòng)放大增益不宜過大，可先置中間位置，如測(cè)得的數(shù)據(jù)普遍偏小，則可適當(dāng)增大，但一旦設(shè)定，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中不能改變；在更換應(yīng)變片時(shí)應(yīng)將電源關(guān)閉。將放大器接成差動(dòng)形式，否則系統(tǒng)不能正常工作；將放大器接成差動(dòng)形式，否則系統(tǒng)不能正常工作；接半橋和全橋時(shí)注意區(qū)別各應(yīng)變片的工作狀態(tài)與方向，應(yīng)變方向相同的接相對(duì)橋臂，應(yīng)變方向不同的接相鄰橋臂。

注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)2應(yīng)變片與交流電橋相敏檢波原理：W151KR52.2K(控制端)直流OutInR222KR130KR330KA1A2R430K場(chǎng)效應(yīng)管交流說明：輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同頻率，輸出信號(hào)的相位受控制端的信號(hào)控制。INOUT12345AC6DC實(shí)驗(yàn)2應(yīng)變片與交流電橋相敏檢波原理：

1.直流控制：⑴直流控制端接正電壓時(shí)：∵在A2的輸入端，V－>V＋；∴A2的輸出為負(fù)電源電壓，場(chǎng)效應(yīng)管反偏，漏極、源極斷開。于是：即：輸入、輸出信號(hào)相位相同。⑵直流控制端接負(fù)電壓時(shí)：∵在A2的輸入端，V－<V＋；∴A2的輸出為正電源電壓，場(chǎng)效應(yīng)管正偏，漏極、源極短路接地。于是：調(diào)節(jié)，使，則有：即：輸入、輸出信號(hào)相位相反。1.直流控制：即：輸入、輸出信號(hào)相位相同

2.交流控制：⑴如果輸入和控制端輸入同頻同相的交流信號(hào)，則輸出為正向全半波。⑵如果輸入和控制端輸入同頻反相的交流信號(hào)，則輸出為負(fù)向全半波。輸入端控制端輸出端輸入端控制端輸出端00低通濾波(取平均)低通濾波輸出為正電壓輸出為負(fù)電壓2.交流控制：輸入端控制端輸出端輸入端控制3.相敏檢波的作用：

在交流電橋中⑴如果：，則：即：檢波后輸出正直流電壓⑵如果：，則：即：檢波后輸出負(fù)直流電壓

3.相敏檢波的作用：⑴如果：，則：即：檢波后對(duì)A1有：移相器原理：R410KOutW210KA2R310KInC16800PA1R110KW1100KRF10KC20.1uUoUiV-V+即：而：則：同理有：對(duì)A1有：移相器原理：移相器的在傳感器應(yīng)用中的作用：傳感器的激勵(lì)信號(hào)、電源為交流電壓時(shí)，輸出一般也是同頻率的交流電壓，但輸出電壓的相位一般與激勵(lì)電壓的相位不一致。如果要將交流輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流輸出，首先要得到與輸出信號(hào)相位一致的控制信號(hào)（由激勵(lì)信號(hào)源經(jīng)過移相器獲得），然后再進(jìn)行相敏檢波，這樣就可得到與交流輸出信號(hào)幅值成比例的直流信號(hào)，以便應(yīng)用（如A/D轉(zhuǎn)換）。設(shè)置電路其他條件，如、等，使輸入、輸出相位關(guān)系具有以下形式：當(dāng)時(shí)，輸出與輸入相位一致；

當(dāng)時(shí)，輸出相位超前輸入相位；

當(dāng)時(shí)，輸出相位滯后輸入相位；

式中，為一正數(shù)，且與有關(guān)。

移相器的在傳感器應(yīng)用中的作用：設(shè)置電路其他條一、相敏檢波器、移相器實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私庀嗝魴z波器的工作原理和工作情況。

實(shí)驗(yàn)原理：相敏檢波利用參考端電壓的極性不同，導(dǎo)致輸入—輸出相位發(fā)生改變的原理。

實(shí)驗(yàn)過程：直流控制實(shí)驗(yàn)。直流控制；觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形的相位和幅值關(guān)系；交流控制實(shí)驗(yàn)。音頻0°輸出到相敏檢波器輸入端；音頻0°輸出經(jīng)移相器到相敏檢波器交流控制端；調(diào)整移相器使兩信號(hào)同相位；觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形；低通濾波。相敏檢波器的輸出經(jīng)濾波器接到F/V表；調(diào)整音頻振蕩幅度，觀察相敏檢波器的輸出波形和F/V表讀數(shù)關(guān)系；輸入信號(hào)反相后重復(fù)上述觀測(cè)?？梢?，相敏檢波器、移相器、低通濾波器組合后可用來測(cè)量交流信號(hào)的幅值；

測(cè)出相敏檢波器的輸入電壓峰峰值和輸出直流電壓的關(guān)系。一、相敏檢波器、移相器實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：關(guān)掉電源接線。注意電源不能短接，接線完成上電時(shí)先檢查電源線是否短接；由于作為電子開關(guān)的場(chǎng)效應(yīng)管3DJ7H性能所限，相敏檢波器輸出有兩個(gè)半波不一樣的現(xiàn)象；W151KR52.2K513264R222KR130KR330KA1A2R430K場(chǎng)效應(yīng)管3DJ7HINOUT12345AC6DC注意事項(xiàng)：W151KR52.2K513264R222K二、金屬箔式應(yīng)變片——交流電橋

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨涣鞴╇姷乃谋蹜?yīng)變片電橋的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)原理：原理同直流電橋，但供橋電源為交流，差放的輸出值也為交流電壓。

實(shí)驗(yàn)過程：差動(dòng)放大器調(diào)零；交流電橋測(cè)量電路連接，如下圖所示；調(diào)整移相器使F/V讀數(shù)最大；調(diào)整電橋平衡；記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；電子秤實(shí)驗(yàn)；二、金屬箔式應(yīng)變片——交流電橋4KHz(0°)4KHz（LV）VPP＝10～20VW2CW1R2R1R3R4rV4KHz(0°)4KHz（LV）W2CW1R2R1R3R4r注意事項(xiàng)：關(guān)掉電源接線。注意電源不能短接，接線完成上電時(shí)先檢查電源線是否短接；將放大器接成差動(dòng)形式，否則系統(tǒng)不能正常工作；組橋時(shí)注意區(qū)別各應(yīng)變片的工作狀態(tài)與方向，應(yīng)變方向相同的接相對(duì)橋臂，應(yīng)變方向不同