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1、 实 验 报 告实验课程： 学生姓名： 学 号： 专业班级： 2012 年 6 月 9 日目 录实验一： 差动变压器的应用电子称-2实验二： 热电偶的与分度表的应用-5实验三： 热敏电阻测温演示实验-6实验四： 霍尔式传感器的静态唯一特性-10实验一 差动变压器的应用电子秤一、实验目的：了解差动变压器的原理及实际应用二、 实验原理：1、差动变压器：其是把被测的非电量变化转换成线圈互感量的变化。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动的形式连接，故称为差动变压器式传感器，简称差动变压器。2、差动变压器式传感器与弹性敏感元件想结合，可以组成开环压力传感器，用来测量压力或压差。三、
2、实验器件： 音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、V/F表、电桥、砝码、振动平台。四、实验步骤： （1）音频振荡器调至4KHZ，V/F表打到2V档。按图1接线，组成一个电感电桥测量系统，开启主、副电源，利用示波器观察调节 音频振荡器的幅度旋钮，使音频振荡器的输出为VP-P值为lV。图1 接线图 （2） 将测量系统调零，将V/F表的切换开关置20V档，示波器X轴扫描时间切换到0.10.5ms（以合适为宜），Y轴CHl或CH2切换开关置5V/div，音频振荡器的频率旋钮置5KHz，幅度旋钮置中间位置。开启主、副电源，调节电桥网络中的W1，W2，使V/F表和示波器显示最小，再把V/
3、F表和示波器Y轴的切换开关分别置2V和50mv/div，细条W1和W2旋钮，使V/F表显示值最小。再用手按住双孔悬臂梁称重传感器托盘的中间产生一个位移，调节移相器的移相旋钮，使示波器显示全波检波的图形。放手后，粱复原。（3）适当调整差动放大器的放大倍数，使在称重平台上放上一定数量的砝码时电压表指示不溢出。（4）去掉砝码，必要的话将系统重新调零。然后逐个加上砝码，读出表头读数，记下实验数据，填入下表；Wq20406080100 VP-P（V）0.280.570.901.221.51（5）去掉砝码，在平台上放一重量未知的重物，记下电压表读数，关闭主副电源。（6）利用所得数据，求得系统灵敏度及重物重
4、量。 （实验过程中需注意： 砝码不宜太重，以免粱端位移过大。砝码应放在平台中间部位，为使操作方便，可将测微头卸掉。）五、实验数据记录与处理：1、实验所记录的数据如下：Wq（g）20406080100 VP-P（V）0.280.570.901.221.512、根据实验所得数据可得下图：由上图可知：直线方程是：y = 0.0156x - 0.037 ，则根据定义知：所测得的系统灵敏度是0.0156。六、实验小结： 首先，通过本次实验了解了实验所用的仪器设备，熟悉了设备中的各个实验单元，也了解到一些现实中的传感器，有了对实物的感性认识；其次，本次实验需要连接的单元较多，开始没有注意接错了，导致一直得
5、不到结果，后来经过检查更正，才得出实验结果；最后，实验整个过程让我对差动变压器的原理有了更深刻的了解，对差动变压器的应用也有了更进一步的认识。实验二 热电偶的原理及分度表的应用一、实验目的：1、了解热电偶的原理及现象。2、掌握用热电偶测量温度的原理及分度表的使用。二、 实验原理：1、热电偶原理：其是指有两种不同的金属A和B构成一个闭合回路，当两个接触端温度不同时回路中就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。通常把这两种不同导体的这种组合称为热电偶。2、连接导体定律：EAB(T,T0) = EAB(T,Tn ) + EAB(Tn,T0)定律表明：回路总热电势等于热电偶的热
6、电势EAB(T,Tn )与连接导体的热电势EAB(Tn,T0)之代数和。3、实验中实验仪所配的热电偶是由铜康铜组成的简易热电偶，分度号为T。实验仪上有两个热电偶，其封装在双平行粱的上片粱的上表面（在粱表面中间两根细金属焊成的一点，就是热电偶）和下片粱的下表面，两个热电偶串联在一起产生热电势为两者的总和。三、 实验仪器与设备：8V 不可调直流稳压电源、差动放大器、V/F表、加热器、热电偶、水银温度计、主、副电源四、 实验步骤：1、如图所示实验接线图，V/F表切换开关置2V档，差动放大器增益最大。按图接线，检查无误后，开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使V/F表显示为零，用温度计记录下此时的
7、室温。 图2实验二接线图2、将+8V 直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接-8V，观察V/F表显示值的变化，到显示值稳定不变时记录下V/F表显示的读数E。3、用温度计测出上梁表面热电偶处的温度T 并记录下来。（注意：温度计的测温探头不要接触到应变片，只要触及恶斗处附近的粱体即可，也可用PN结温度传感器测出大致温度）4、根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：EAB(T,T0) = EAB(T,Tn ) + EAB(Tn,T0)，其中T是热电偶的热端温度；Tn是热电偶的冷端温度也就是室温；T0是0。其中各热电势的计算可参考下式：（1）、热端温度为T，冷端温度为室温时的热电势，则 EAB(T,
8、Tn )=（f/v 显示表E）/150 2（其中150是差动放大器的放大倍数，2是指两个热电偶串联）（2）、热端温度为室温，冷端温度为0，铜康铜的热电势：EAB(Tn,T0)：查铜康铜的热电偶分度表，得到室温时热电势。（3）、计算：热端温度T，冷端温度为0时的热电势：EAB(T,T0)，根据计算结果，查分度表得到温度T。 5、热电偶测得温度和温度计测得温度值相比较，得出结论。 6、实验结束，关闭主、副电源，尤其是加热器；其他旋钮归回原来位置。五、 实验数据记录：1、 实验时测得的室温：T =27 则查表可得： EAB(Tn,T0)=1.073mV2、 实验中测得热端温度是：T=403、 实验中
9、V/F表的示数：50.1mV ，有公式可得： EAB(T,Tn ) =50.1/150*2=0.668mV 4、由定律可得： EAB(T,T0) = EAB(T,Tn ) + EAB(Tn,T0)=0.668+1.073=1.741mV查表得理论温度值是:43 与实际测量真实温度差35、 实验测量误差： h=（4340）/42 =7.5%实验误差在允许范围内，故实验结果符合理论。六、 实验小结： 本次实验的过程让我进一步了解了热电偶的原理，同时也熟悉了如何热电偶测量温度的原理，并且掌握了分度表的使用；由于实验条件的限制，实验结果并不是像理论上那样准确，但大概结果是正确的，与理论相符合；实验让个
10、人对热电偶有了感性认识，巩固了已学知识。七、 思考题：（1）为什么差动放大器接入热电偶后需在调节差放零点答：接入热电偶后可能改变差动放大器对称性，使之有输出，所以实验时在接入热电偶后要调整差放零点，让其输出为零。（2）即使采用标准热电偶按本试验的方法测量温度也会有很大误差，为什么？答：试验中用热电偶测温时，无论被测介质温度高于或低于环境温度，必然会通过热电阻进行热量交换。冷端处于室温环境中，有传热现象存在，热电阻热端所感受的温度就不能正确反映被测介质温度从而引起测量误差。 实验三 热敏电阻测温演示实验一、实验目的：了解NTC热敏电阻现象。二、 实验原理：热敏电阻特性：热敏电阻的温度系数有正有负
11、，因此分成两类；PTC热敏电阻（正温度系数）与NTC热敏电阻（负温度系数）。一般NTC热敏电阻测量范围较宽，主要用于温度测量；而PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄，一般用于恒温加热控制或温度开关，也用于彩电中做自动消磁元件。有些功率PTC也做发热元件用。PTC缓变型热敏电阻可用做温度补偿或温度测量。 一般的NTC热敏电阻测温范围为：-50+300。热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜，并且本身阻值大，不需要考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输等优点。但热敏电阻也有：非线形大、稳定性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。一般只适用于低精度的温度测量。三、实验器件：
12、加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、-15V稳压电源、V/F表、主副电源。四、实验步骤： （1）了解热敏电阻在实验仪上的位置和符号，它是一个黑色或棕色元件，封装在双平行振动梁上片梁的表面。（2）将V/F表切换开关置2V档，直流稳压电源切换开关置2V，按图1接线，开启主、副电源，调整W1电位器，使V/F表指示为1V左右，这时为室温时的Vi。实验连接图如下图所示： 图3 实验三连接图（3）将-15V电源接入加热器，观察电压表读数的变化，电压表的输出电压：（4）通过实验观察分析，当温度变化时，RT阻值和Vi 是如何变化的。五、实验数据记录: 实验中观察记录的数据如下：温度(T)26.53035404
13、55055575960电压（V）11.0211.0481.0821.1161.1521.1851.2011.2151.217由上实验数据可以分析：随着温度的升高，使得电压Vi增大，由公式可得当温度 升高 时，RT阻值 减小 ，Vi 增大 六、实验小结： 这次实验主要是通过实验观察热敏电阻的现象来了解热敏电阻的特性，实验所用NTC热敏电阻是负温度系数的热敏电阻，通过测量温度与电压值，在通过电压与热敏电阻的阻值之间的关系，最终得到温度与阻值之间的关系，由实验所得的数据分析知，当温度升高时，电压显示值是增大的，当时电阻的阻值是减小的，这与NTC理论的特性是一致的。同时也通过思考题，了解和熟悉NTC热敏电阻用于温度测量的有关方法，实验收获颇大。七、思考题： 如果你手中有这样一个热敏电阻，想把它作为一个050的温度测量电路，你认为该怎样实现？答：可以用热敏电阻与一定阻值的电阻串联；在低温时，由于热敏电阻趋近于无穷，是电路总电阻近似于等于热敏电阻的阻值；在高温时，热敏电阻的阻值趋近于，电路的总电阻等于串联的电阻的阻值，又热敏电阻的特性曲线是非线性的，单个热敏元件要平坦。实验四 霍尔式传感器的静态位移特性直流激励一、实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性。二、实验原理
