機械工程測試技術(shù)實驗指導(dǎo)書

實驗一：溫度傳感器動態(tài)特性的測試

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解溫度傳感器時域特性；

2、掌握溫度傳感器時間常數(shù)的測量方法。

三、實驗原理、方法和手段

1、熱電偶測量溫度的基本原理

熱電偶測量溫度的基本原理是熱電效應(yīng)。將A和B兩種不同的導(dǎo)體首尾相

連組成閉合回路，如果兩連接點溫度（7,To）不同，則在回路中就會產(chǎn)生熱電

動勢，形成熱電流，這就是熱電效應(yīng)。熱電偶就是將A和B兩種不同的金屬材

料一端焊接而成。A和B稱為熱電極，焊接的一端是接觸熱場的T端稱為工作端

或測量端，也稱熱端；未焊接的一端（接引線）處在溫度7。稱為自由端或參考

端，也稱冷端。T與To的溫差愈大,熱電偶的輸出電動勢愈大；溫差為0℃時,

熱電偶的輸出電動勢為0V；因此，可以用測熱電動勢大小衡量溫度的大小，國

際上，將熱電偶的A、B熱電極材料不同分成若干分度號，如常用的K（鑲銘-

銀硅或鍥鋁）、E（鍥銘-康銅）、7（銅-康銅）等等，并且有相應(yīng)的分度（見附錄）

表即參考端溫度為0℃時的測量端溫度與熱電動勢的對應(yīng)關(guān)系表；可以通過測量

熱電偶輸出的熱電動勢值再查分度表得到相應(yīng)的溫度。

2、溫度傳感器動態(tài)特性參數(shù)的測定

階躍響應(yīng)法是以階躍信號作為溫度傳感器的輸入，通過對溫度傳感器輸出響

應(yīng)的測試，從中計算出其動態(tài)特性參數(shù)。

對于溫度傳感器，時間常數(shù)「是唯一表征其動態(tài)特性的參數(shù)。求取「有很多

方法，常用的是對溫度傳感器施加一階躍信號，然后求取系統(tǒng)達到最終穩(wěn)定值的

63.2%所需時間作為系統(tǒng)的時間常數(shù)人這一方法的缺點是不精確，因為它受到

起始時間點不能夠確定的影響，而且也不能夠確切地確定被測系統(tǒng)一定是一個溫

度傳感器，另外它未涉及響應(yīng)的全過程。為獲得較高精度的測試結(jié)果，根據(jù)表

1-1中所列的公式，溫度傳感器的階躍響應(yīng)函數(shù)為

r

y（t）=1-e(1-1)

I

改寫后得6:(1-2)

定義

z=--

T(1-3)

式中

Z=In[1

(1-4)

Z=--

式（1-3）表明Z和時間，成線性關(guān)系，并且有匯，如圖1-1所示，因

此可以根據(jù)測得的Z值，做出Z-t曲線，并根據(jù)t值獲得時間常數(shù)『，這種方法

四、實驗器件與設(shè)備

溫度調(diào)節(jié)儀、溫度源、PtlOO熱電阻（溫度源溫度控制傳感器）、K熱電偶（溫

度特性實驗傳感潛）、傳感器實驗平臺、計算機、數(shù)據(jù)采集模塊、虛擬儀器軟件。

五、實驗任務(wù)及要求

1.、構(gòu)建一個溫度傳感器時間常數(shù)「測量系統(tǒng)，測溫度傳感器響應(yīng)曲線，根

據(jù)響應(yīng)曲線求出

2、具體要求如下：

1）說明放大倍數(shù)K的確定；

2）說明信號處理電路的設(shè)計；

3）說明實驗數(shù)據(jù)處理的方法。

六、實驗報告要求

1、畫出測量系統(tǒng)框圖，說明測量原理；

2、說明測試系統(tǒng)的設(shè)計；

3、根據(jù)溫度傳感器階躍響應(yīng)特性曲線，求出系統(tǒng)的時間常數(shù)，

實驗二：應(yīng)變傳感器性能實驗

實驗2.1金屬箔式應(yīng)變片——單臂電橋性能實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，應(yīng)變式傳感器的工作原理；

2、掌握單臂測量電路的工作原理。

二、實驗內(nèi)容

1、記錄所加重量與電橋電壓輸出數(shù)據(jù)；

2、計算靈敏度、非線性誤差6。

三、實驗原理、方法和手段

電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變

效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：A/?//?=^o式中：AA/A為電阻絲電

阻相對變化，K為應(yīng)變靈敏系數(shù)，￡="〃為電阻絲長度相對變化。金屬箔式

應(yīng)變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過它轉(zhuǎn)換被測部位受

力狀態(tài)變化。電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電壓反映了相

應(yīng)的受力狀態(tài)。對單臂電橋輸出電壓UO\=EK￡/4。

四、實驗條件

主機箱（±4V、二15V、電壓表）、應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)０?、托盤、祛碼、

數(shù)顯萬用表。

五、實驗步驟

應(yīng)變傳感器實驗?zāi)０逭f明：實驗?zāi)０逯械腞i、R2、R3、R4為應(yīng)變片，沒有

文字標記的5個電阻符號下面是空的，其中4個組成電橋模型是為實驗者組成電

橋方便而設(shè)，圖中的粗黑曲線表示連接線。

電壓表顯示為零；在應(yīng)變傳感器托盤上放置一只祛碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增

加祛碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到2（）（）g硅碼加完。記下實驗結(jié)果,填入表2-1,

畫出實驗曲線。

表2-1應(yīng)變式傳感器單臂電橋性能實驗數(shù)據(jù)

重量（g）

電壓（mV）

4、根據(jù)表2-1計算系統(tǒng)靈敏度5=4〃/4卬（AU輸出電壓變化量，AW重

量變化量）和非線性誤差打式中Am為輸出值（多次測量

時為平均值）與擬合直線的最大偏差；滿量程輸出平均值，此處為200g（或

500g）。實驗完畢，關(guān)閉電源。

六、思考題

單臂電橋時，作為橋臂電阻應(yīng)變片應(yīng)選用：（1）正（受拉）應(yīng)變片；（2）負

（受壓）應(yīng)變片；（3）正、負應(yīng)變片均可以。

實驗2.2金屬箔式應(yīng)變片——半橋性能實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，應(yīng)變式傳感器的工作原理；

2、掌握半橋測量電路的工作原理；

3、比較半橋與單臂電橋的不同性能、了解其特點。

二、實驗內(nèi)容

1、記錄所加重量與電橋電壓輸出數(shù)據(jù)；

2、計算靈敏度、非線性誤差8。

三、實驗原理、方法和手段

不同受力方向的兩只應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏度提高，非線

性得到改善。當應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時，其橋路輸出電壓"。2=鈦￡/2。

四、實驗條件

主機箱、應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)０濉⑼斜P、祛碼、數(shù)顯萬用表。

五、實驗步驟

1、將托盤安裝到應(yīng)變傳感器的托盤支點上，將實驗?zāi)０宀顒臃糯笃髡{(diào)零：

用導(dǎo)線將實驗?zāi)０迳系摹?5V、，插口與主機箱電源±15V、分別相連，再用導(dǎo)線

將實驗?zāi)０迳戏糯笃鞯膬奢斎攵丝诙探樱ê?0）,調(diào)節(jié)入放大器的增益電位器

&W3大約到中間位置［先逆時針旋到底，再順時針旋轉(zhuǎn)2圈）；將主機箱電壓表

的量程切換開關(guān)打到2V檔，合上主機箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實驗?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零

電位器RW4,使電壓表顯示為零。

+5*

2o□mIp

加熱器托叁支

RQlRc2EO4接王機箱土15V

B^S

B--（P/

o^0

接

箱

:V、

Rwl

圖2-2應(yīng)變式傳感器半橋接線圖

2、拆去放大器輸入端口的短接線，根據(jù)圖2-2接線。注意&應(yīng)和受力狀態(tài)

相反，即將傳感潛中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應(yīng)變片作為電

橋的相鄰邊。調(diào)節(jié)實驗?zāi)０迳系臉蚵菲胶怆娢黄鱎M,使主機箱電壓表顯示為

零；在應(yīng)變傳感器托盤上放置一只祛碼，讀取電壓表數(shù)值，依次增加祛碼和讀取

相應(yīng)的電壓表數(shù)值，直到200g（或500g）祛碼加完。記下實驗結(jié)果，填入表2?2,

畫出實驗曲線。計算靈敏度S=AU/AW,非線性誤差3。實驗完畢，關(guān)閉電

源。

表2-2應(yīng)變式傳感器半橋?qū)嶒灁?shù)據(jù)

重量（g）

電壓（mV）

六、思考題

1、半橋測量時兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時，應(yīng)放在：m

對邊；（2）鄰邊。

2、橋路（差動電橋）測量時存在非線性誤差，是因為：（1）電橋測量原理

上存在非線性；（2）應(yīng)變片應(yīng)變效應(yīng)是非線性的；（3）調(diào)零值不是真正為零。

實驗2.3金屬箔式應(yīng)變片——全橋性能實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，應(yīng)變式傳感器的工作原理；

2、了解全橋測量電路的工作原理、測量電路的優(yōu)點。

二、實驗內(nèi)容

1、記錄所加重量與電橋電壓輸出數(shù)據(jù)；

2、計算靈敏度、非線性誤差5。

三、實驗原理、方法和手段

全橋測量電路中，將四片應(yīng)變片分別接入電橋的四個臂。傳感器工作時，電

橋相對的兩臂受力性質(zhì)相同，即兩應(yīng)變片處于受壓狀態(tài)，另兩應(yīng)變片處于拉伸狀

態(tài)。四片應(yīng)變片初始限值為：RI=7?2=R3=R4,工作時的變化值A(chǔ)R]=A

R2=AR3=XR4時，其橋路輸出電壓U03=KE￡。由此，全橋輸出靈敏度比

半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。

四、實驗條件

主機箱、應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)０濉⑼斜P、祛碼、數(shù)顯萬用表。

五、實驗步驟

圖2-3全橋性能實驗接線圖

RIR2

接

主

機

箱

+

4RV

U

S

1、將托盤安裝到應(yīng)變傳感器的托盤支點上，將實驗?zāi)０宀顒臃糯笃髡{(diào)零。

用導(dǎo)線將實驗?zāi)０迳系摹?5V、，插口與主機箱電源±15V、，分別相連，再用導(dǎo)線

將實驗?zāi)０迳戏糯笃鞯膬奢斎攵丝诙探樱℉=0）,調(diào)節(jié)入放大器的增益電位器

Rw3大約到中間位置1先逆時針旋到底，再順時針旋轉(zhuǎn)2圈），將主機箱電壓表

的量程切換開關(guān)到2V檔，合上主機箱電源開關(guān)；調(diào)節(jié)實驗?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零電

位器尺卬4,使電壓表顯示為零。

2、拆去放大器輸入端口的短接線，根據(jù)圖2-3接線，實驗方法與實驗2.2

相同，將實驗數(shù)據(jù)填入表2-3,畫出實驗曲線。計算靈敏度、非線性誤差3.實

驗完畢，關(guān)閉電源。

表2-3應(yīng)變式傳感器全橋?qū)嶒灁?shù)據(jù)

重量（g）

電壓（mV）

六、思考題

1、全橋測量中，當兩組對邊（4、砧為對邊）電阻值R相同時，即Ri=R3,

R2=R4,而舟#R2時，是否可以組成全橋：（1）可以：（2）不可以。

2、某工程技術(shù)人員在進行材料拉力測試時在棒材上貼了兩組應(yīng)變片片，如

圖2-4,如何利用這四片電阻應(yīng)變片組成電橋，是否需要外加電阻。

F

Ri

R4RI

R4一

R3R2R2

oo0R3□

圖2-4應(yīng)變式傳感器受拉時傳感器圓周面展開圖

實驗2.4金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較

一、實驗?zāi)康?/p>

1、比較單臂、半橋、全橋輸出時的靈敏度;

2、掌握應(yīng)變式傳感器測量電路的輸出特性。

二、實驗內(nèi)容

1、記錄單臂、半橋、全橋所加重量與電橋電壓輸出數(shù)據(jù);

2、比較單臂、半橋、全橋輸出時的靈敏度。

三、實驗原理、方法和手段

如圖2-5(a)、(b)、(c)o

(a)

(7o=U①—U②

—{(/?|+A/?|)/7?j+A7?|+R、)—RA/(.+R&)}E

={(1+A/?,//?!)/(1+ARJR+R/RjTRq/&)/(I+RJR3)E

設(shè)R|=R2=R3=R4,且醺|/與<<1。

Uo(1/4)(ARJR|)E

所以電橋的電壓靈敏度：S=U°gR、/R"KE=1/4E

(a)(b)(c)

圖2-5應(yīng)變電橋

(a)單臂；(b)半橋；(c)全橋

(b)同理：UO"(1/2)(AR"R1)ES=(\/2)E

(C)同理：U?！?ARJRJES=E

四、實驗條件

主機箱、應(yīng)變傳感器實驗?zāi)０?、托盤、跌碼。

五、實驗步驟

根據(jù)實驗2.1、2.2、2.3所得的單臂、半橋和全橋輸出時的靈敏度和非線性

度，從理論上進行分析比較。闡述理由（注意：實驗2.1、2.2、2.3中的放大器

增益必須相同）。實驗完畢，關(guān)閉電源。

實驗2.5直流全橋的應(yīng)用——電子秤實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解應(yīng)變直流全橋的應(yīng)用;

2、了解電路的標定。

二、實驗內(nèi)容

記錄所加重量與電橋電壓輸出數(shù)據(jù)。

三、實驗原理、方法和手段

圖2-5數(shù)字電子稱原理框圖

數(shù)字電子秤實驗原理如圖2-5,全橋測量原理。本實驗只做放大器輸出UO

實驗，通過對電路調(diào)芋使電路輸出的電壓值為重量對應(yīng)值，電壓量綱（V）改為

重量綱（g）即成為一臺原始電子秤。

四、實驗條件

主機箱、應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)０?、破碼

五、實驗步驟

1、實驗?zāi)０宀顒臃糯笃髡{(diào)零：將實驗?zāi)０迳系摹?5V、_L插口與主機箱電源

±15V、分別相連，再用導(dǎo)線將實驗?zāi)０迳戏糯笃鞯膬奢斎攵丝诙探樱╒i=O）,

調(diào)節(jié)入放大器的增益電位器心”大約到中間位置（先逆時針旋到底，再順時針旋

轉(zhuǎn)2圈），將主機箱電壓表的量程切換開關(guān)到2V檔，合上主機箱電源開關(guān)；調(diào)

節(jié)實驗?zāi)０宸糯笃鞯恼{(diào)零申.位器Aw-使電壓表顯示為零。按圖4-1直流全橋接

線，合上主控臺電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電橋平衡電位心力，使電壓表顯示0.000V。

2、將10只祛碼全部置于傳感器的托盤上，調(diào)節(jié)電位器R卬3（增益即滿量

程調(diào)節(jié)）使電壓表顯示為0.200V（2V檔測量）或-0.200V。

3、拿去托盤上的所有祛碼，調(diào)節(jié)電位器Rm（零位調(diào)節(jié)）使電壓表顯示為

0.0000Vo

4、重復(fù)2、3、步驟的標定過程，一直到精確為止，把電壓量綱V改為重量

綱g,就可以稱重。成為一臺原始的電子秤。

5、把硅碼依次放在托盤上，并依次記錄重量和電壓數(shù)據(jù)填入下表2-5。

表2-5電子稱實驗數(shù)據(jù)

重量（g）

電壓（V）

6、根據(jù)數(shù)據(jù)畫出實驗曲線，計算誤差與線性度。實驗完畢，關(guān)閉電源。

六、思考題

說明數(shù)字電子稱工作原理。

實驗三：電渦流傳感器位移性能實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)、特性；

2、掌握電渦流傳感器的工作原理；

3、了解電渦流傳感器測量位移的工作原理。

二、實驗內(nèi)容

1、記錄位移與測量電路電壓輸出數(shù)據(jù)；

2、作出V-X實驗曲線，說明測位移范圍。

三、實驗原理、方法和手段

電渦流傳感潛是一種建立在渦流效應(yīng)原理上的傳感器。當金屬板置于變化著

的磁場中時.，或者在固定磁場中運動時，金屬板內(nèi)就要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流

的流線在金屬體內(nèi)是閉合的（自成回路），所以叫做渦流。渦流的大小與金屬體

的電阻率、導(dǎo)磁率、厚度以及線圈與金屬板間的矩離，線圈的激磁電流角頻率等

參數(shù)有關(guān)。通高頻電流的線圈產(chǎn)生磁場，當有金屬導(dǎo)電體接近線圈時，導(dǎo)電體內(nèi)

產(chǎn)生渦流，當除線圈與金屬導(dǎo)體表面的距離x以外的所有參數(shù)一定時，渦流損耗

只與金屬導(dǎo)電體圈線圈的距離x有關(guān)，因此可以進行位移測量。

四、實驗條件

主機箱、電渦流傳感器實驗?zāi)０?、電渦流傳感器、測微頭、被測體（鐵圓片）。

五、實驗步驟

I、觀察傳感器結(jié)為，這是一個平繞線圈。測微頭的讀數(shù)與使用可參閱實驗

圖3-1電渦流傳感器裝、接線示意圖

2、調(diào)節(jié)測微頭使被測體與傳感器端部接觸，將電壓表顯示選擇開關(guān)切換到

20V檔，檢查接線無誤后，開啟主機箱電源開關(guān)，記下電壓表讀數(shù)，然后每隔

0.1mm讀一個數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹?。將?shù)據(jù)列入表3-1。

表3-1電渦流傳感器位移實驗數(shù)據(jù)

X(mm)

V(V)

3、根據(jù)表3-1數(shù)據(jù)，畫出V-X曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進行正、負

位移測量時的最佳工作點，（即曲線線性端的中點），試計算測量范圍量程為1mm

與3mm時的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。實驗完畢，關(guān)閉

電源。

六、思考題

1、電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測量±5mm的量程應(yīng)如

何設(shè)計傳感器？

2、用電渦流傳感器進行非接觸位移測量時，如何根據(jù)量程使用選用傳感器。

實驗四：機械系統(tǒng)振動的測量

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解和掌握機械結(jié)構(gòu)振動系統(tǒng)幅頻特性曲線的測量方法；

2、了解機械結(jié)構(gòu)固有頻率測量系統(tǒng)的構(gòu)成；

3、了解激振器、加速度傳感器、電荷放大器的工作原理；

4、掌握由幅頻特性曲線得到機械結(jié)構(gòu)的固有頻率。

二、實驗內(nèi)容

1、記錄雙簡支梁嗝頻特性Illi線；

2、計算雙簡支梁固有頻率。

三、實驗原理、方法和手段

雙簡支梁在某一激振頻率下產(chǎn)生振動，用加速度傳感器測量雙簡支梁在此頻

率下振動的振幅。當激振頻率由低頻一高頻掃頻，傳感器就能測出對應(yīng)頻率卜.的

振幅。通過幅頻特性曲線可以求出雙簡支梁的固有頻率。

四、實驗條件

動態(tài)參數(shù)綜合測試系統(tǒng)，低頻掃頻信號源，壓電式加速度傳感器，電荷、應(yīng)

變放大器、計算機（數(shù)據(jù)采集、信號分析軟件）。

五、實驗步驟

1、實驗安裝、接線如圖4-1所示。將激振器通過頂桿連接到雙簡支梁上（注

意確保頂桿與激振器的中心線在一直線上），激振點位于雙簡支梁中心處。將加

速度傳感器粘在雙簡支梁上中心處。

圖4-1簡諧振動振幅與頻率測量實驗接線圖

2、將低頻掃頻信號源功率輸出端與激振器相連；加速度傳感器與電荷放大

器輸入端相連；計算機USB接口與電荷放大器USB接口相連；

3、TS1218B低頻與頻信號源的設(shè)置：掃頻模式為對數(shù)；“手動”位置；調(diào)幅

度旋鈕至2?3個燈亮；電荷放大器的設(shè)置：上限頻率設(shè)為300Hz；

4、打開計算機電源，打開vib,SYS振動信號采集、處理分析程序，在主

菜單“信號采集”下，點擊“信號采集+示波【高速】”，設(shè)置“文件保存路徑”

文件名***.ad,TS1218B低頻掃頻信號源置“自動”位置，點擊“開始采集（存

盤）”，自動頻率結(jié)束后，點擊“停止采集”，點擊“退出（格式轉(zhuǎn)換）”；

5、打開“采集數(shù)據(jù)文件（讀）R”文件***.ad,設(shè)置“數(shù)據(jù)文件（存）S”

文件名***.TIM,點擊“開始轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件C”，點擊“完成OK”，“退出”;

6、點擊“頻譜分析（A）”，點擊“頻譜分析（可視）”，點擊“打開文件”,

找到文件名為***.TIM,點擊“打開”；

7、選擇“開始通道”，“結(jié)束通道”數(shù)，選擇“頻譜分析內(nèi)容”為“自功率

譜”,在“是否計算［自功率］譜”點擊“YES”，計算完成（ok）；

8、顯示簡諧振動振幅與頻率的波形，將實驗數(shù)據(jù)填入下表4/。實驗完畢，

關(guān)閉電源。

表4-1振幅與頻率數(shù)據(jù)

X(mm)

f(Hz)

六、思考題

1、根據(jù)加速度幅頻特性曲線，找出系統(tǒng)的固有頻率。

2、估算阻尼比。

實驗五：壓阻式壓力傳感器動態(tài)特性的標定

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解二階傳感器對階躍信號的響應(yīng)特性。

2、掌握二階傳感錯動態(tài)參數(shù)的測試方法。

3、理解影響二階，專感器動態(tài)特性的因素。

4、了解激波管標定裝置的工作原理。

二、實驗原理、方法和手段

1、激波管標定裝置工作原理

激波管標定裝置系統(tǒng)如圖5-1所示。它由激波管、入射激波測速系統(tǒng)、標定

測量系統(tǒng)及氣源等I四個部分組成。

圖5-1激波管標定裝置系統(tǒng)原理圖

1)激波管是產(chǎn)生激波的核心部分，由高壓室1和低壓室2組成。1,2之間

由鋁或塑料膜片3隔開，激波壓力的大小由膜片的厚度來決定。標定時根據(jù)要求

對高、低室沖以壓力不同的壓縮氣體(通常采用玉縮空氣)，低壓室一般為一個

大氣壓，僅給高壓室沖以高壓氣體。當高、低壓室的壓力差達到一定程度時，膜

片破裂，高壓氣體迅速膨脹沖入低壓室，從而形成激波，這個激波接近理想的

階躍波，并沖向被標定的傳感器。傳感器在激波的激勵下，產(chǎn)生一個衰減振蕩。

如圖5-2所示，其波形由存儲示波潛記錄下來，以供確定傳感滯的動態(tài)特性之用。

圖5-2被標定傳感器的輸出波形

2)入射波的測速系統(tǒng)如圖5-1所示，Pi由壓電式壓力傳感器6和7,前

置放大器8以及頻率計9組成。對測速用的壓力傳感器6和7的要求是它們的一

致性要好，傳感器的受壓面應(yīng)與管的內(nèi)壁一致，以免受激波管內(nèi)表面的影響。測

速前置級8通常采用電荷放大器及限幅器以給出嗝值基本恒定的脈沖信號，數(shù)字

頻率計給出時標信號。由兩個脈沖信號去控制頻率計9的開、關(guān)門時間。入射激

波的速度為：

u=-(m/s)

t(5-1)

式中：1一—兩個測速傳感器之間的距離；

t一一激波通過兩個傳感器間距所需的時間（為計數(shù)器的時標，n為

頻率計顯示的脈沖）

激波通常以馬赫數(shù)表示，其定義為：

=——

aT(5-2)

式中：u——激波速度

四.低壓室的音速，可用下式表示：

=J1+?

aT(5-3)

式中：斯一一TC時的音速；

a（）一—?！鏁r的音速；

T——試驗時低壓室的溫度（室溫一般為25℃）。

3）標定測量系統(tǒng)

標定測量系統(tǒng)由被標定傳感器4,5,電荷放大器10及存儲示波器11等組

成.被標定傳感器既可以放在側(cè)面位置卜，也可以放在底端位置匕從被標定的

傳感器來的信號通過電荷放大器加到存儲示波器上紀錄下來，以便分析、計算，

直接求得幅頻特性及動態(tài)靈敏度等。

4）氣源系統(tǒng)

氣源系統(tǒng)由氣源12,氣壓表13以及泄氣門14等組成。它是高壓氣體的產(chǎn)

生源，通常采用壓縮空氣，壓力大小由閥控制，氣壓表13測得。完成測量后開

啟泄氣門14,以便管內(nèi)的氣體泄掉，然后對管內(nèi)進行清理。更換膜片，以備下

次再用。

2、誤差分析

在前面的分析中做了一定的假設(shè)，一旦這些假設(shè)不成立時就會產(chǎn)生誤差。如

測速系統(tǒng)的誤差，破膜及激波在端部的反射引起的振動產(chǎn)生的影響等。這些原因

都會給標定造成誤差，下面就這幾方面因素做簡單的分析討論。

I）測速系統(tǒng)的誤差

根據(jù)壓力傳感器校準的要求，除了要保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠外，還要保證

測量的準確。影響測速系統(tǒng)的因素很多，由式（5-1）可知，測速誤差為

4=/+臼（5-4）

式中G,邑分別為的相對誤差。

>12

從，，in7可知，影響測速精度的因素有測速傳感器的安裝孔距加工誤差,

有測速系統(tǒng)各組成部分引起的測時誤差，它包括：

（1）各測速傳感器的上升時間，靈敏度和觸發(fā)位置的不一致性；

（2）各電荷放大器輸出信號的上升時間、靈敏度的不一致形；

（3）頻率計的測量誤差（包括時標誤差和觸發(fā)誤差）。

2）激波速度在傳播過程中的衰減誤差；

根據(jù)實驗測定，激波實際傳播速度與理論值有出入，前者小于后者，顯然這

是激波的衰減造成的；非理想的階躍壓力引起的誤差通常小于±0-5%。這兩項

誤差只要選取當＜3,可忽略不計。

3)破膜和激波在端部的反射引起振動造成的誤差

各種壓力傳感器本沖擊振動都有不同程度的敏感，所以傳感器的使用和標定

都要考慮到振動的影響。激波管在標定中主要有兩種振動。

(1)膜片在破膜瞬間產(chǎn)生的強烈振動。實驗表明這種振動影響不大。因為這

種振動在鋼中的傳播速度約為5000m/s,比激波運度大的多。所以當激波到達端

部傳感器時，這種振動的影響幾乎衰減為零，可不予考慮；

(2)激波在端部的反射引起的振動。由于激波壓力作用于壓力傳感器上的同

時必然沖擊安裝法蘭盤使之產(chǎn)生振動，這直接影響在其上安裝的傳感器。由于它

的振動與傳感器感受激波壓力幾乎是同時產(chǎn)生的。未經(jīng)很大的衰減，而其振動頻

率較高，恰在我們欲標定的頻段內(nèi)。所以影響很大，產(chǎn)生的誤差約±°?5%。

三、實驗器件與設(shè)備

1、標定傳感器(ENDEVCO)

1)傳感器1：853OB-1OOO,靈敏度：0.3mv/Psi

量程：1OOOPsi(1Psi=6894.8N/m2(Pa)

固有頻率：＞1000KHz

非線性度：0.25%

2)傳感器2：8510C-100,靈敏度:2.3mv/Psi

量程：lOOPsi

固有頻率：500KHZ

非線性度：0.1%

2、激波管標定裝置

激波管、入射激波測速系統(tǒng)、標定測量系統(tǒng)、氣源、鋁或塑料膜片、穩(wěn)壓電

源、計數(shù)儀。

四、實驗任務(wù)及要求

1、構(gòu)建壓力傳感器動態(tài)特性標定系統(tǒng)，說明標定原理。

2、根據(jù)標定傳感器的參數(shù)指標，設(shè)計氣壓源、確定標定測量系統(tǒng)的頻率、

幅度等參數(shù)范I韋I。

3、根據(jù)壓力傳感器階躍響應(yīng)特性曲線，求出壓力傳感器的動態(tài)特性參數(shù)以

和G。

4、根據(jù)壓力傳感器階躍響應(yīng)特性曲線，求出壓力傳感器的上升時間t和超

調(diào)量Oc

五、實驗注意事項

1、實驗中，有壓縮氣源設(shè)備，要注意操作安全，防止人員受傷。

2、壓力傳感器的諭入電壓標定值10V,不能過大，否則會損壞傳感器。

3、注意用電安全，接線時，防止接線短路。

附A實驗篇

一、溫度的感知試驗

1、實驗?zāi)康?/p>

i.學(xué)會使用萬用表和示波器。

2.了解熱敏電阻、鉗電阻、AD590集成溫度傳感器工作原理，技術(shù)參數(shù)以及使用注意

事項。

3.了解幾種溫度傳感器的R-T特性。

2、元器件準備

熱敏電阻、伯電阻、AD590、萬用表

3、實驗原理

(一)熱敏電阻

熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)和

負溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)。其典型特點是對溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電

阻值。本實驗中使用的是負溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC),溫度越高，電阻值越低。

可以通過計算，將測得的電阻值轉(zhuǎn)化為溫度值。

熱敏電阻的電阻一溫度特性可近似地用卜.式表示：5sss51s

R=Ro*exp{B*(1/T-1/To)}

其中，R-溫度T(K)時的電阻值，Ro-溫度To(K)時的電阻值，T(K)=t(℃)+273.15o

實際上，熱敏電阻的B值并非是恒定的，其變化大小因材料構(gòu)成而異。因此在較大的

溫度范圍內(nèi)應(yīng)用時，將與實測值之間存在一定誤差。為了方便使用，常取環(huán)境溫度為25℃

作為參考溫度(即T0=25C)。則NTC熱敏電阻的電阻-溫度關(guān)系式可以寫成：

RT/R25=expBN(1/T-1/298)

(二)鉗電阻

鉗電阻用于測量時，根據(jù)電阻隨溫度變化的特性，要求其材料電阻溫度系數(shù)大，穩(wěn)定性

好電阻率高，電阻于溫度之間最好有線性關(guān)系。常用的熱電阻主要有鉗電阻和銅電阻。伯電

阻在0~630.7℃以內(nèi)時，電阻和溫度的關(guān)系為：

Rt=Ro*(1+A*T+B*T2)一

式中

R-溫度為T時的鉗電阻阻值

R。一溫度為0c是鉗電阻的阻值

A-常數(shù)，A=3.9083F0-3℃-I(Ro=1OOQ)

B-常數(shù)，B=-5.775*10-7℃-I(Ro=1OOQ)

本實驗采用的是Ptl。。伯電阻。電阻值在0℃的時侯，電阻阻值為100。.其測曷范圍

通常為-200、650℃。

其應(yīng)用范圍很廣，可用于醫(yī)療、電機、工業(yè)、溫度計算、衛(wèi)星、氣象、阻值計算等高精

溫度設(shè)備上。

(三)AD590

AD590是美國ANALOGDEVICES公司的單片集成兩端感溫電流源。其主要特性如下：

(1)流過器件的電流(uA)等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度(開爾文)度數(shù)：

lr/T=1

式中，卜一流過器件(AD590)的電流，單位為HA;

T—熱力學(xué)溫度，單位為K;

(2)AD590的測溫范圍為-55℃~+150"C；

(3)AD590的電源電壓范圍為4?30V,可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而

器件即使反接也不會被損壞；

(4)輸出電阻為710m。：

(5)精度高,AD590在-55℃~+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差僅為±0.3℃。

4、實驗內(nèi)容和步驟

(一)熱敏電阻

1.將熱敏電阻固定在實驗板上。

2.使用萬用表來測量電阻的阻值變化。查看室溫下的電阻阻值。用手指接觸熱敏電阻,

查看電阻值變化。

3.記錄實驗數(shù)據(jù)。

4.完成實驗后，關(guān)閉設(shè)備電源，將熱敏電阻取下。

5.通過實驗測量得到的數(shù)據(jù)可以進一步加工處理，如使用EXCEL,做出統(tǒng)計曲線。也可

以使用義Labview的測控軟件進行數(shù)據(jù)采集和處理，使得實驗的效果更加直觀生動。

(二)粕電阻

1.將鉗電阻固定在實驗板上。

2.使用萬用表來測量電阻的阻值變化。查看室溫下的電阻阻值。用手指接觸伯電阻，查

看電阻值變化。

3.記錄實驗數(shù)據(jù)。

4.完成實驗后，關(guān)閉設(shè)備電源，將伯電阻取下。

5.通過實驗測量得到的數(shù)據(jù)可以進一步加工處理，如使用EXCEL,做出統(tǒng)計曲線。也可

以使用MILabvisv的測控軟件進行數(shù)據(jù)采集和處理，使得實驗的效果更加直觀生動。

（三）AD590

1.依照下圖在面包板上連接好電子器件，使用萬用表測量T1203和T1202之間的電阻

值，調(diào)節(jié)RP1201,直到電阻值為10k。

P1201T1201

T1203

圖1AD590接線柱及電路原理圖

2.P1201連接+15V電源，其他接線不變，即使用萬用表測量T1203和T1202間的電壓

變化。

3.記錄電壓數(shù)值，除以電阻值10k。得到流過器件的電流（UA）,即是測量的當前溫度，

并記錄當前的室溫。

4.完成實驗后，關(guān)閉設(shè)備電源，將器件全部取下。

5.通過實驗測量得到的數(shù)據(jù)可以進一步加工處理，如使用EXCEL,做出統(tǒng)計曲線。也可

以使用NILabview的測控軟件進行數(shù)據(jù)采集和處理，使得實驗的效果更加直觀生動。如下

圖所示。

5、思考

1.使用熱敏電阻及PtlOO測溫，還可以使用1mA恒流源來實現(xiàn)。在沒有萬用表的情況下，

傳統(tǒng)的做法是通過測量電近兩端電壓的變化，推算出阻值的變化，進而轉(zhuǎn)化為溫度值。這種

方式是常見的測溫方式。使用這種方式，可以使用測量電阻兩端的電壓變化?？墒褂檬静ㄆ?/p>

來觀察電壓變化，也可使用LabVIEW編程完成實驗。

2.比較幾種溫度傳感器的測顯方式以及測量精準度.

二、力的感知試驗

1、實驗?zāi)康?/p>

1.了解三軸加速度傳感器的工作原理。

2.學(xué)會使用加速度傳感器。

2、元器件準備

三軸加速度傳感器、萬用表、示波器

3、實驗原理

三軸小量程加速度傳感器，可以用來檢測物件運動的方向以及加速度。其可根據(jù)物件運

動的方向和加速度，改變輸出信號，信號形式為三軸電壓輸出。各軸在不運動或不受重力作

用時（0g）,輸出電壓為1.65V。如果沿某個方向運動或受重力作用，輸出電壓會根據(jù)其運

動方向以及設(shè)定的傳感器靈敏度改變其輸出電壓.可使月AI的三個通道來采集三個軸的電

壓數(shù)值，對所得數(shù)據(jù)做相應(yīng)算法，獲得當前物件的位置和加速度。（g一般取9.8N/kg）

TopView

N/C

N/C'■r/[■或SeifTest

3N/C

N/c

YOUTYJ[=

457J[gg-Select

0g-Detect

F?N/c

圖2三軸小量程加速度傳感器圖3加速度傳感器芯片引腳

物件上有12個引腳，定義如下：

Pint：3.3V電壓源

Pin2：5V電壓源

Pin3：GND,即地端

Pin4：Xout,X軸方向的電壓輸出端

Pin5：YouI,Y軸方向的電壓輸出端

Pin6：Zout,Z軸方向的電壓輸出端

Pin7：Sleep,芯片休眠控制（0-休眠，1-工作）

Pin8、10、12：NC懸空管腳

Pin9：0g_detect,用來選擇傳感器靈敏度

Pinll：Self_test,芯片自我測試與初始化

其中，3.3V和5V電壓源只需要用其一即可。提供5V的選項是為了方便不提供3.3V的

使用場合。物件上使用的傳感器是Freescale公司的MMA7361L型號芯片。其靈敏度的選擇

是通過0g_detect端口做選擇，實驗中可以將該引腳懸空，那么使用的就是在1.5g的

g-Range狀態(tài)卜的靈敏度：800mV/go

根據(jù)下面兩幅圖示，當物件正面朝上平放時，三個地的輸出電壓為:

XOUT?Og=1.65V,YOUT@Og=1.65V,ZOUT@Eg=2.45V

當物件正面朝下平放，三個軸的輸出電壓為：

XOUT?0g=1.65V,YOUT@Og=1.65V,ZOUT@-lg=0.85V

可根據(jù)圖示一一對應(yīng)各個位置靜放時，所對應(yīng)的三軸電壓數(shù)值。

STATICACCELERATION

DirectionofEarth'sgravityfield.,

TopView

SideView

Top

Bottom

@og=165v

@Og-165V

@<1ga245V

Bottom

XOUT?Mg-2.45V

@0g=1.KV

Y=166V

OUT?09YOUT@09=1-65V

@0Q=1.65V

ZOUT@(^?1.35V

0-10-085V

XajT@8=1.6SV

YOUT@-1a=0-85V

Z8T1第V

Whenpositionedasshown.theEarth'sgravity*411resjltInapositive1goutput.

圖4靜態(tài)加速度

DYNAMICACCELERATION

TopView

0SideView

-X?x以〈:□肯普匚”

|:Arrowindicatesdirectionofpackagemovement

圖5動態(tài)加速度

4、實驗內(nèi)容和步驟

1.按照加速度傳感器的引腳定義連線。物件的pin2連接+5V,pin3連接地GND,pin4

連接通道1,pin5連接通道2,pin6連接通道3,原型板的GND連接GND。物件上的其他

管腳都懸空。

2.在示波器測試面板中，設(shè)置物理通道1、2、3,采樣率、最大值、最小值可使用默

認值。

3.點擊運行按鈕，選擇波形數(shù)據(jù)，觀察三軸加速度傳感器三個方向的數(shù)據(jù)。

4.轉(zhuǎn)換物件的上下左右前后的位置.，觀察三軸加速度傳感器三個方向的數(shù)據(jù).

5.實驗結(jié)束后，關(guān)閉電源。

6.對采集到的加速度傳感器的三組電壓數(shù)值做后期的分析，分析各個軸的加速度值。

7.描繪當前物件所擺放的方向示意，思考如何來實現(xiàn)這些功能。是否可以使用該傳感

器編寫一些軟硬結(jié)合的小游戲？

三、磁場感知試驗

1、實驗?zāi)康?/p>

1.了解直流電機的工作原理。

2.了解霍爾IC傳感器的工作原理。

2、元器件準備

直流小電機(2-4.5V)、霍爾1C

3、實驗原理

直流電機。

輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機，我們稱之為直流電機。它能實現(xiàn)直流電能和機械能

互相轉(zhuǎn)換。當電機作電動機運行時是直流電動機，其將電能轉(zhuǎn)換為機械能：當電機作發(fā)電機

運行時是直流發(fā)電機，其將機械能轉(zhuǎn)換為電能。本次實驗中使用的直流電機，功率在1環(huán)以

內(nèi)，在4.5V電壓對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為6500轉(zhuǎn)/分鐘，2V電壓對應(yīng)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘左右。

在電機的轉(zhuǎn)軸上，需要添加一個帶有六個缺口的圓片，將圓片放置在槽型光耦中間。當

電機轉(zhuǎn)動的時候，每轉(zhuǎn)過一圈，槽型光耦就可以接收到六個脈沖信號，AI通道就可以采集

到脈沖。

霍爾ICo

E.H.霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)：一塊矩形導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在磁感應(yīng)強度為Bz的磁場中，在

垂直.于磁場的方向有電流lx通過試件，在既垂直于磁場Bz、又垂直于電流lx的方向?qū)a(chǎn)

生電場Ey,這就是霍爾效應(yīng)。用霍爾器件測量磁場強度時，是用恒定電流法還是用恒定電壓

法，要考慮多方面的因素：如磁場強度和霍爾電壓間的線性誤差、靈敏度的溫度系數(shù)、同

樣工藝條件制造的器件的性能分散程度等。用霍爾器件測量磁場強度的特點是：器件很小很

扁(可以放在窄縫中)，有很高的準確度、靈敏度和穩(wěn)定性，還有很寬的工作溫度范圉。制

造霍爾器件的半導(dǎo)體材料主要是鋅、硅、硅化錢、礎(chǔ)化鈿、睇化釧等.一般用N型材料，因

為電子遷移率比空穴的大得多，器件可以有較高的靈敏度。在轎車電路上經(jīng)?？梢钥吹健盎?/p>

爾”（Hall）這個名稱，例如桑塔納2000點火系統(tǒng)就有一只霍爾傳感器，專門給發(fā)動機電

控單元（ECU）提供電壓信號。轎車的自動化程度越高，微電子電路越多，就越怕電磁干擾。

而在汽車上有許多燈具和電器件，尤其是功率較大的前照燈、空調(diào)電機和雨刮器電機在開關(guān)

時會產(chǎn)生浪涌電流，使機械式開關(guān)觸點產(chǎn)生電弧，產(chǎn)生較大的電磁干擾信號。采用功率霍爾

開關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象?；魻柶骷ㄟ^檢測磁場變化，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觯捎糜诒O(jiān)視

和測量汽車各部件運行參數(shù)的變化，例如位置、位移、角度、角速度、轉(zhuǎn)速等等：并可將這

些變量進行二次變換，可測量壓力、質(zhì)量、液位、流速、流量等?；魻柶骷敵隽恐苯优c電

控單元接口，可實現(xiàn)自動檢測。

4、實驗內(nèi)容和步驟

1.連接霍爾IC,給霍爾IC供電，左正右負，連接+5V電源和GND。

2.霍爾IC的輸出端，左正右負，將其連接至示波器通道。

3.在電機的轉(zhuǎn)軸上添加一個帶有磁鐵塊的圓片，使用直流可調(diào)電源給直流電機供電。

4.在測試面板中設(shè)置采集通道，點擊開始按鈕。調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源的電壓輸出，觀察

不同的電機轉(zhuǎn)速對應(yīng)的波形。該電路的輸出波形為標準的TTL信號。

5.使用Counter計數(shù)，統(tǒng)計霍爾輸出端口的標準的TTL信號脈沖數(shù)目，即是電機所轉(zhuǎn)

圈數(shù)，經(jīng)過換算可測量電機轉(zhuǎn)速。也可調(diào)用事先編寫的LabVIEW例程MeasDig

Frequency-LowFreq1Ctr.vi來測量電機頻率。

6.實驗結(jié)束后，保存記錄數(shù)據(jù)。

四、聲的感知試驗

1、實驗?zāi)康?/p>

1.了解駐極體麥克風的工作原理。

2.使用動態(tài)信號分析儀采集麥克風信號，實時分析麥克風所得信號的幅頻和相頻響應(yīng)。

2、元器件準備

駐極體麥克風、動態(tài)信號分析儀

3、實驗原理

駐極體麥克風。駐極體話筒體積小，結(jié)構(gòu)簡單，電聲性能好，價格低廉，應(yīng)用非常廣泛。

駐極體話筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖6駐極體麥克風結(jié)構(gòu)

由聲電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和場效應(yīng)管兩部分組成。它的電路接法有兩種：源極輸出和漏極輸出。

源極輸出有三根引出線:漏極D接電源正極，源極S經(jīng)電阻接地,再經(jīng)一個電容作信號輸出。

漏極輸出有兩根引出線：漏極D經(jīng)一個電阻接至電源正極，再經(jīng)一個電容作信號輸出，源極

S直接接地。所以，在使用駐極體話筒之前首先要對其進行極性的判別。在場效應(yīng)管的柵極

與源極之間接有一只二極管，因而可利用二極管的正反向電阻特性來判別駐極體話筒的漏極

D和源極將萬用表撥至歐姆檔，黑表筆接任一極，紅表筆接另一極?再對調(diào)兩表筆，比

較兩次測量結(jié)果。阻值較小時，黑表筆接的是源極，紅表筆接的是漏極。

漏極輸出類似晶體三極管的共發(fā)射極放入。只需兩根引出線。漏極D與電源正極間接一

漏極電阻RD,信號由漏極D經(jīng)電容C輸出。源極S與編織線?起接地。漏極輸出有電壓增

益，因而話筒靈敏度比源極輸出時要高，但電路動態(tài)范圍略小。

圖7駐極體麥克風實驗原理圖

4、實驗內(nèi)容和步驟

1.依照電路圖所示在面包板上搭建電路，連接好麥克風。

2.給放大器供電，依次連接+15V,GND,-15VO

3.將麥克風輸出信號連接至動態(tài)信號分析儀，選擇對應(yīng)的通道，觀察波形，隨時保存

數(shù)據(jù)。

4.觀察完原始信號后，可使用動態(tài)信號分析儀分析信號。暫停波形采集，打開動態(tài)信

號分析儀，觀察實時數(shù)據(jù)分析。使動態(tài)信號分析儀時，注意通道設(shè)置。

通過實驗測最得到的數(shù)據(jù)可以進一步加工處理，如使用EXCEL,做出統(tǒng)計曲線。也可以

使用NILabview的測控軟件進行數(shù)據(jù)采集和處理，使得實驗的效果更加直觀生動。同時設(shè)

置選擇窗口，針對不同的傳感器做出數(shù)據(jù)來源的選擇，使實驗操作更加方便。如圖：

隹號器控件

溫度傳感器濕度傳感器紅外漸近傳

00息器。

Q

周目環(huán)境光煙霧傳感器紅外傳感器

傳感器0□00

加嚼手感縫電器傳感壓力傳感器

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圖8設(shè)置選擇窗口

五、RFID試驗

1、實驗?zāi)康?/p>

通過實驗，體驗RFID技術(shù)的基本特性，掌握RFID天線的基礎(chǔ)知識，在安裝部署RFID

天線時能使RFID標簽讀取率最高。

能夠正確操作示波器，能夠正確連接示波器和RFID讀寫器

2、元器件準備

RF1D讀寫器1套、有源和無源RFID標簽各1張，抗金屬標簽1張、供電電源、示波器

3、實驗原理

RFID技術(shù)的基本工作原理：標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)

電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標簽或被動標簽），或者由標簽主

動發(fā)送某一頻率的信號（有源標簽或主動標簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息

系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，完成標簽與標識物的信息感知。

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器與電子標簽也就是所謂的應(yīng)答器及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三

個部份所組成，其工作原理是閱讀器發(fā)射-特定頻率的無線電波能量給應(yīng)答器，用以驅(qū)動應(yīng)

答器電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

RFID通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間

建立機械或者光學(xué)接觸。無線電的信號是通過調(diào)制成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在

物品上的標簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器發(fā)出的電

磁場中就可以得到能量，并不需要電池；也有標簽本身擁有電源，并可以主動發(fā)出無線電波

（調(diào)制成無線電頻率的電磁場）。標簽包含了電子存儲的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識別。射頻

標簽不需要處在識別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。射頻識別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點

是非接觸識別，它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標簽，

并且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下不到100考秒。有源式射頻識別系統(tǒng)的速寫能力也是重要

的優(yōu)點?？捎糜诹鞒谈櫤途S修跟蹤等交互式業(yè)務(wù)。

4、實驗內(nèi)容和步驟

連接示波器：使用CE1、CH2探頭分別連接到示波器設(shè)備的PIN1和PIN2上;

設(shè)置示波器：觸發(fā)源選擇CH2,其余設(shè)置可以按照默認值。

觀測信號：在RFID讀寫器和RFID標簽之間放置金屬板，通過示波器觀測從電子標簽返

回的信號，了解并評估金屬環(huán)境對天線工作的影響。如果條件允許，可以加入鐵氧體，再通

過示波器觀測從電子標簽返回的信號，了解并并評估鐵銅體在這種環(huán)境下對天線工作的影響.

六、