測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)：姓名:學(xué)號(hào):南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□綜合□設(shè)計(jì)□創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)一箔式應(yīng)變片性能――單臂電橋一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。2.測(cè)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。二、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)說明箔式應(yīng)變片及單臂直流電橋的原理和工作情況。應(yīng)變片是最常用的測(cè)力傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測(cè)試時(shí)，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測(cè)試體表面，當(dāng)測(cè)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(cè)量電路，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出顯示。電橋電路是最常用的非電量電測(cè)電路中的一種，當(dāng)電路平衡時(shí)，橋路對(duì)臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個(gè)電阻、、、中，電阻的相對(duì)變化率分別為、、、，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)工作，且，。由此可知，單臂，半橋，全橋電路的靈敏度依次增大。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源(檔)、電橋、差動(dòng)放大器、箔式應(yīng)變片、測(cè)微頭、電壓表。四、實(shí)驗(yàn)步驟：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。如需使用毫伏表，則將毫伏表輸入端對(duì)地短路，調(diào)整“調(diào)零”電位器，使指針居“零”位。拔掉短路線，指針有偏轉(zhuǎn)是有源指針式電壓表輸入端懸空時(shí)的正常情況。調(diào)零后關(guān)閉儀器電源。按圖(1)將實(shí)驗(yàn)部件用實(shí)驗(yàn)線連接成測(cè)試橋路。橋路中、、、和為南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□綜合□設(shè)計(jì)□創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：電橋中的固定電阻和直流調(diào)平衡電位器，為應(yīng)變片(可任選上、下梁中的一片工作片)。直流激勵(lì)電源為。圖(1)圖(1)測(cè)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)。3.確認(rèn)接線無誤后開啟儀器電源，井預(yù)熱數(shù)分鐘。調(diào)整電橋電位器，使測(cè)試系統(tǒng)輸出為零。4.旋動(dòng)測(cè)微頭，帶動(dòng)懸臂梁分別作向上和向下的運(yùn)動(dòng)，以水平狀態(tài)下輸出電壓為零，向上和向下移動(dòng)各5mm，測(cè)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。位移mm電壓V根據(jù)表中所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度，，并在坐標(biāo)圖上做出關(guān)系曲線。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□綜合□設(shè)計(jì)□創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)二箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較一、實(shí)驗(yàn)原理：說明實(shí)際使用的應(yīng)變電橋的性能和原理。己知單臂、半橋和全橋電路的分別為、、。根據(jù)戴維南定理可以得出測(cè)試電橋的輸出電壓近似等于，電橋靈敏度，于是對(duì)應(yīng)于單臂，半橋和全橋的電壓靈敏度分別為、和。由此可知，當(dāng)E和電阻相對(duì)變化一定時(shí)，電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān)。二、實(shí)驗(yàn)所需部件直流穩(wěn)壓電源(檔)、電橋、差動(dòng)放大器、箔式應(yīng)變片，測(cè)微頭、電表。三、實(shí)驗(yàn)步驟：1.在完成實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上，不變動(dòng)差動(dòng)放大器增益和調(diào)零電位器，依次將圖(1)中電橋固定電阻、、換成箔式應(yīng)變片，分別接成半橋和全橋測(cè)試系統(tǒng)。2.重復(fù)實(shí)驗(yàn)一中3－4步驟，測(cè)出半橋和全橋輸出電壓并列表，計(jì)算靈敏度。3.在同一坐標(biāo)上描出V－X曲線，比較三種橋路的靈敏度，井做出定性的結(jié)論。位移(mm)電壓(V)半橋全橋四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□綜合□設(shè)計(jì)□創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)三電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、工作特性。二、實(shí)驗(yàn)原理：電渦流式傳感器由平面線圈和金屬渦流片組成，當(dāng)線圈中通以高頻交變電流后，與其平行的金屬片上產(chǎn)生電渦流，電渦流的大小影響線圈的阻抗Z，而渦流的大小與金屬片上的電阻率、導(dǎo)磁率、厚度、溫度以及與線圈的距離X有關(guān)。當(dāng)平面線圈、被測(cè)體(渦流片)、激勵(lì)源已確定，并保持環(huán)境溫度不變，阻抗Z只與X距離有關(guān)。將阻抗變化經(jīng)渦流變換柵變換成電壓V輸出，則輸出電壓是距離X的單值函數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：電渦流線圈、金屬渦流片、電渦流變器、測(cè)微頭、示波器、電壓表。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.安裝好電渦流線圈和金屬渦流片，注意兩者必須保持平行。安裝好測(cè)微頭，將電渦流線圈接入渦流變換器輸入端。渦流變換器輸出端接電壓表20V檔。2.開啟儀器電源，用測(cè)微頭將電渦流線圈與渦流片分開一定距離，此時(shí)輸出端有一電壓值輸出。用示波器接渦流變換器輸入端觀察電渦流傳感器的高頻波形，信號(hào)頻率約為lMHz。3.用測(cè)微頭帶動(dòng)振動(dòng)平臺(tái)使平面線圈完全貼緊金屬渦流片，此時(shí)渦流變換器輸出電壓為零。渦流變換器中的振蕩電路停振。4.旋動(dòng)測(cè)微頭使平面線圈離開金屬渦流片，從電壓表開始有讀數(shù)起每位移0.5mm記錄一個(gè)讀數(shù)，并用示波器觀察變換器的高頻振蕩波形，將V、X數(shù)據(jù)填入下表，作出V－X曲線，指出線性范圍，求出靈敏度。位移(mm)電壓(V)五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□綜合□設(shè)計(jì)□創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)四電容式傳感器特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针娙菔絺鞲衅鞯墓ぷ髟砗蜏y(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)原理電容式傳感器有多種型式，本儀器中是差動(dòng)變面積式。傳感器由兩組定片和一組動(dòng)片組成。當(dāng)安裝于振動(dòng)臺(tái)上的動(dòng)片上、下改變位置，與兩組靜片之間的重疊面積發(fā)生變化，極間電容也發(fā)生相應(yīng)變化，成為差動(dòng)電容。如將上層定片與動(dòng)片形成的電容定為，下層定片與動(dòng)片形成的電容定為，當(dāng)將和接入橋路作為相鄰兩臂時(shí)，橋路的輸出電壓與電容量的變化有關(guān)，即與振動(dòng)臺(tái)的位移有關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)所需部件電容傳感器、電容變換器、差動(dòng)放大器、低通濾波器、低頻振蕩器、測(cè)微頭。圖(2)四、實(shí)驗(yàn)步驟圖(2)1.按圖(21)接線，電容變換器和差動(dòng)放大器的增益適中。2.裝上測(cè)微頭，帶動(dòng)振動(dòng)臺(tái)位移，使電容動(dòng)片位于兩靜片中，此時(shí)差動(dòng)放大器輸出應(yīng)為零。3.以此為起點(diǎn)，向上和向下位移動(dòng)片，每次0.5mm，直至動(dòng)片與一組靜片全部重合為止。記錄數(shù)據(jù)，并作出V－X曲線，求得靈敏度。南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□綜合□設(shè)計(jì)□創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：X(mm)V(v)4.低頻振蕩器輸出接“激振I”端，移開測(cè)微頭，適當(dāng)調(diào)節(jié)頻率和振幅，使差放輸出波形較大但不失真，用示波器觀察波形。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□綜合□設(shè)計(jì)□創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)五霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)、工作原理，學(xué)會(huì)用霍爾傳感器做靜態(tài)位移測(cè)試。二、實(shí)驗(yàn)原理：霍爾式傳感器是由兩個(gè)環(huán)形磁鋼組成梯度磁場(chǎng)和位于梯度磁場(chǎng)中的霍爾元件組成。當(dāng)霍爾元件通以恒定電流時(shí)，霍爾元件就有電勢(shì)輸出。霍爾元件在梯度磁場(chǎng)中上、下移動(dòng)時(shí)，輸出的霍爾電勢(shì)V取決于其在磁場(chǎng)中的位移量X，所以測(cè)得霍爾電勢(shì)的大小便可獲知霍爾元件的靜位移。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、霍爾傳感器、差動(dòng)放大器、電壓表、測(cè)微頭。直流激勵(lì)電壓須嚴(yán)格限定在±2V，絕對(duì)不能任意加大，以免損壞霍爾元件。圖(3)圖(3)四、實(shí)驗(yàn)步驟：1.按圖(17)接線，裝上測(cè)微頭，調(diào)節(jié)振動(dòng)圓盤上、下位置，使霍爾元件位于梯度磁場(chǎng)中間位置。開啟電源，調(diào)節(jié)測(cè)微頭和電橋，使差放輸出為零。上、下移動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，使差放正負(fù)電壓輸出對(duì)稱。2.上、下移動(dòng)測(cè)微頭各3.5mm，每變化0.5mm讀取相應(yīng)的電壓值。并記入下表，作出V－X曲線，求出靈敏度及線性。X(mm)V(v)五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)類型：□驗(yàn)證□綜合□設(shè)計(jì)□創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)六壓電加速度式傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈮弘娂铀俣扔?jì)的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器(發(fā)電型傳感器)。壓電傳感元件是力敏感元件，在壓力、應(yīng)力、加速度等外力作用下，在電介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷，從而實(shí)現(xiàn)非電量的電測(cè)。三、實(shí)驗(yàn)所需部件壓電式傳感器、電荷放大器(電壓放大器)、低頻振蕩器、激振器、電壓/頻率表、示波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.觀察了解壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)：由雙壓電陶瓷晶片、慣性質(zhì)量塊、壓簧、引出電極組裝于塑料外殼中。2.按圖(20)接線，低頻振蕩器輸出接“激振II”端，開啟電源，調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率與振幅，用示波器觀察低通濾波器輸出波形。3.當(dāng)