材料加工綜合實驗材加鍛壓e 6

壓力、位移與振動

壓力、位移與振動壓力，位移與振動

I壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗II電容式位移傳感器實驗III壓電式傳感器測振動實驗

I壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗實驗?zāi)康膶嶒瀮x器實驗原理實驗內(nèi)容與步驟實驗報告思考題

I壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗1.實驗?zāi)康?.實驗?zāi)康牧私鈹U(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器測量壓力的原理和方法。

I壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗2.實驗儀器2.實驗儀器1)實驗儀器

.主機(jī)箱.壓阻式壓力傳感器.壓力傳感器實驗?zāi)０?引壓膠管

2.實驗儀器2）儀器實物圖

I壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗3.實驗原理3.實驗原理1)壓阻效應(yīng)

是指當(dāng)半導(dǎo)體受到應(yīng)力作用時，由于載流子遷移率的變化，使其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。

3.實驗原理2)基本原理

擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器在單晶硅的基片上擴(kuò)散出P型或N型電阻條，接成電橋。在壓力作用下根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，基片產(chǎn)生應(yīng)力，引起電阻條電阻的變化，我們把這一變化引入測量電路，則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。

I壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗4.實驗內(nèi)容與步驟4.實驗內(nèi)容與步驟

1、將壓力傳感器安裝在實驗?zāi)０宓闹Ъ苌希ㄈ鐖D1）。

2、連接實驗?zāi)０宓姆糯笃鬏敵雠c主機(jī)箱(電壓表)的輸出，并調(diào)節(jié)使主機(jī)箱電壓表顯示為零（如圖1）。

3、合上主機(jī)箱上的氣源開關(guān)，啟動壓縮泵，調(diào)節(jié)流量計下端調(diào)壓閥的旋鈕，并觀察氣壓表和電壓表的變化。圖1測壓實驗安裝、接線圖4.實驗內(nèi)容與步驟

4、調(diào)節(jié)流量計旋鈕，使氣壓表顯示某一值，觀察電壓表顯示的數(shù)值。5、仔細(xì)地逐步調(diào)節(jié)流量計旋鈕，使壓力在2－18KPa之間變化，每上升1KPa氣壓分別讀取電壓表讀數(shù)，將數(shù)值列于表1。6、實驗完畢，關(guān)閉電源。

表1

P(KPa)

Vo(p-p)

I壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗5.實驗報告5.實驗報告1.畫出P-V實驗曲線圖。2.計算本系統(tǒng)的靈敏度和非線性誤差。S＝ΔU/ΔP(ΔU為輸出電壓變化量，ΔP為壓力變化量)δ=Δm/yFS×100％（Δm為輸出值與擬合直線的最大偏差：yFS滿量程輸出平均值，此處為18KPa）I壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗6.思考題6.思考題如何將本實驗裝置設(shè)計為一個壓力計II電容式位移傳感器實驗實驗?zāi)康膶嶒瀮x器實驗原理實驗內(nèi)容與步驟實驗報告II電容式位移傳感器實驗1.實驗?zāi)康?.實驗?zāi)康?/p>

了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點。

II電容式位移傳感器實驗2.實驗儀器2.實驗儀器1）實驗儀器主機(jī)箱電容傳感器電容傳感器實驗?zāi)０鍦y微頭

2.實驗儀器2）儀器實物圖II電容式位移傳感器實驗3.實驗原理3.實驗原理1）.電容傳感器由電容C＝εA／d和其它結(jié)構(gòu)關(guān)系式通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測量電路可以選擇ε、A、d三個參數(shù)中，保持二個參數(shù)不變，而只改變其中一個，則可以有測谷物干燥度（ε變）、測位移（d變）和測量液位（A變）等多種電容傳感器。

3.實驗原理2)基本原理本實驗采用的傳感器為圓筒式變面積差動結(jié)構(gòu)的電容式位移傳感器，如下圖所示：它是由二個圓筒和一個圓柱組成的。3.實驗原理

設(shè)圓筒的半徑為R；圓柱的半徑為r；圓柱的長為x，則：電容量為C=ε2πｘ／ln(R／r)圖中C1、C2是差動連接，當(dāng)圖中的圓柱產(chǎn)生?X位移時，電容量的變化量為

?C=C1－C2=ε2π2?X／ln(R／r)，式中ε2、ln(R／r)為常數(shù)，說明?C與位移?X成正比，配上配套測量電路就能測量位移。

II電容式位移傳感器實驗4.實驗內(nèi)容與步驟4.實驗內(nèi)容與步驟1.安裝測微頭。2.按圖2將電容傳感器裝于電容傳感器實驗?zāi)０迳喜磮D示意接線。3.將實驗?zāi)０迳系腞w調(diào)節(jié)到中間位置。4.選定實驗起點值以后，反方向每轉(zhuǎn)動測微頭1圈即△Ｘ=０.５ｍｍ位移讀取電壓表讀數(shù)(總共10圈)，將數(shù)據(jù)填入表2并作出Ｘ—Ｖ實驗曲線。5.實驗完畢，關(guān)閉電源。

圖2電容傳感器位移實驗安裝、接線圖表2電容傳感器位移與輸出電壓值X(mm)

V(mv)

II電容式位移傳感器實驗5.實驗報告5.實驗報告

1.畫出X-V實驗曲線圖。

2.計算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差δ。S＝ΔU/ΔX(ΔU為輸出電壓變化量，ΔX為位移變化量)δ=Δm/yFS×100％（Δm為輸出值與擬合直線的最大偏差：yFS滿量程輸出平均值，此處為2.５ｍｍ）

III壓電式傳感器測振動實驗實驗?zāi)康膶嶒瀮x器實驗原理實驗內(nèi)容與步驟實驗報告

III壓電式傳感器測振動實驗1.實驗?zāi)康?.實驗?zāi)康牧私鈮弘妭鞲衅鞯臏y量振動的原理和方法。

III壓電式傳感器測振動實驗2.實驗儀器2.實驗儀器1）實驗儀器主機(jī)箱壓電傳感器實驗?zāi)０逡葡嗄０逭駝釉词静ㄆ?/p>

2.實驗儀器2）儀器實物圖

III壓電式傳感器測振動實驗3.實驗原理3.實驗原理1）壓電效應(yīng)電介質(zhì)沿一定方向受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，而在相對的表面出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。相反，當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場，這些電介質(zhì)也會發(fā)生變形，電場去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。3.實驗原理2）基本原理

壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和受壓的壓電片等組成。工作時傳感器感受與試件相同頻率的振動，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在晶片上，由于壓電效應(yīng)，壓電晶片上產(chǎn)生正比于運(yùn)動加速度的表面電荷。

III壓電式傳感器測振動實驗4.實驗內(nèi)容與步驟4.實驗內(nèi)容與步驟1.按圖3所示將壓電傳感器安裝在振動臺面上，振動源的低頻輸入接主機(jī)箱中的低頻振蕩器，其它連線按圖示意接線。2.合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度旋鈕使振動臺振動，觀察低通濾波器輸出的波形。4.實驗內(nèi)容與步驟3.用示波器的兩個通道同時觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形；在振動臺正常振動時用手指