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1、目录实验一 金属箔式应变片性能单桥臂电桥 3实验二 金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较 6实验三 金属箔式应变片温度效应补偿 8实验四 热电偶原理及分度表的应用 10实验五 移相器实验 14实验六 相敏检波器实验 16实验七 金属箔式应变片交流全桥 19实验八 激励频率对交流全桥的影响 21实验九 交流全桥应用振幅测量 22实验十 交流全桥的应用电子称 23实验十一 差动变压器（互感式）的性能 25实验十二 差动变压器（互感式）零残余电压的补偿 27实验十三 差动变压器（互感式）的标定 29实验十四 差动变压器（互感式）的应用振幅测量 30实验十五 差动变压器（互感式）的应用电子称 31实验
2、十六 差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能 32实验十七 差动螺管式（自感式）传感器的振幅测量 34实验十八 激励频率对差动螺管式传感器的影响 36实验十九 电涡流式传感器的静态标定 38实验二十 被测体材料对电涡流传感器特性的影响 39实验二十一 电涡流式传感器的应用振幅测量 41实验二十二 电涡流传感器的应用电子秤 43实验二十三 霍尔式传感器的直流激励特性 44实验二十四 霍尔式传感器的应用电子秤 45实验二十五 霍尔式传感器的直流激励特性 47实验二十六 霍尔式传感器的应用振幅测量 49实验二十七 磁电式传感器的性能 51实验二十八 压电式传感器的动态响应实验 53实验二十九 压电
3、式传感器引线电容对电压放大器的影响、电荷放大器 55实验三十 差动便面积式电容传感器的静态及动态特性 57实验三十一 双平行梁的动态特性正弦波稳态响应 59实验三十二 综合传感器力平衡式传感器 60实验三十三 半导体扩散硅压阻式压力传感器实验 62实验三十四 光纤位移传感器静态实验 64实验三十五 光纤位移传感器的动态实验（一） 67实验三十六 光纤位移传感器的动态实验（二） 68实验三十七 PN结温度传感器测温实验 69实验三十八 热敏电阻演示实验 71实验三十九 气敏传感器（MQ3）实验 73实验四十 湿敏电阻（RH）实验 76实验四十一 热释电传感器 78实验四十二 光电开关的转速测量实
4、验 80实验四十三 硅光电池 81实验四十四 光敏电阻 82附录 84实验一 金属箔式应变片性能单桥臂电桥一、实验目的了解金属箔式应变片，单桥臂的工作原理和工作情况。二、实验原理本实验说明箔式应变片及单桥臂直流电桥电源的原理和工作情况。应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢牢的粘贴在测力体表面，当测件受力发生变形时，应变片敏感栅随同变形，其电阻也随之发生相应的变形，通过测量电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对桥臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为R1/R1、R2/R
5、2、R3/R3、R4/R4，当使用一个应变片时，R=R1/R1；当第二个应变片组成差动状态工作，且R1=R2=R3=R4=R，R=4R1/R1。由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。三、实验单元及部件直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平衡梁、测微头、一片应变片、F/V表头、主副电源。旋钮初始化位置：直流稳压电源打到2V档，F/V表头2V档，差动放大增益最大。四、实验步骤（1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片尾棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。（2
6、）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（-）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启主、负电源；调接差动放大器增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，关闭主、副电源。（3）根据图1接线。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻；Rx=R4为应变片。将稳压电源的切换开关置4V档，F/V表置20V档。调节测位头脱离双平行梁，开关主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，在调节电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。（4）将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平行梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节
7、测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F/V表显示最小，再旋动测微头，使F/V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。图1（5）往下或网上旋动测微头，使梁的自由端产生位移，记下F/V表显示的值。建议每旋动测微头一周即X=0.5mm即一个数值填入下表：位移（mm）电压（mV）（6）根据所的结果计算灵敏度S=V/X（式中X为梁的自由端位移变化，V为相应的F/V表显示的电压相应变化）。（7）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。五、注意事项（1）电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。（2）做此实验是应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对
8、直流电桥的影响。六、思考题（1）本实验电路对直流稳压电源和对放大器有何要求？（2）根据所给的差动放大器电路原理图（见附录一），分析其工作原理，说明它既能做差动放大，又可做同相或反相放大器。实验二 金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较一、实验目的验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。二、实验原理说明实际使用的应变电桥的性能和原理。已知单臂、半桥、和全桥电路R分别为R/R、2R/R、4R/R。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4.E. R，电桥灵敏度Ku=V/R/R，于是对应单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4.E、1/2.E、E。由此可知，当E和电阻相对变化一定时，电
9、桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。三、实验单元及部件直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、测微头、双平行梁、应变片、主、副电源。所有旋钮初始位置：直流稳压电源打到2V档，F/V表打到2V档，差动放大器增益打到最大。四、实验步骤（1）按实验一方法将差动放大器调零后，关闭主、副电源。（2）按图一接线，图中Rx=R4为工作片，r及W1为电桥平衡网络。（3）调整测微头使双平行梁处于水平位置（目测），将直流稳压电源打到4V档。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使表头显示零（须预热几分钟才能稳定下来）。（4）旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm读一个数，将测得数值填入表1，然后关闭主
10、、副电源。表1位移（mm）电压（mV）（5）保持放大器增益不变，将R3固定电阻换成与R4工作状态相反的另一应变片，即取二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使F/V表显示为零，重复（4）过程同样测得读数填入表2。表2位移（mm）电压（mV）（6）保持放大器增益不变，将R1、R2两个固定电阻换成另两片受力应变片（即R1换成 R2换成 ） 组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W1同样使F/V表显示零。重复（4）过程将读出数据填入表3。表3 位移（mm
11、）电压（mV）（7）在同一坐标字上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。五、注意事项（1）在更换应变片时应将电源关闭。（2）在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。（3）在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。（4）直流稳压电源4V不能打得过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。（5）接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。实验三 金属箔式应变片温度效应补偿一、实验目的了解温度对应变测试系统的影响。二、实验原理温度变化引起应变片阻值发生变化的原因是应变片电阻丝的温度系数即电阻丝与测试中膨胀系数不同，由此引起测试系统输出电压发生变化。用补偿偏筏式应变电桥温度补偿方
12、法中的一种，如图3所示。 图3在电桥中，R1为工作片，R2为补偿片，R1=R2。当温度变化使两应变片的电阻变化，R1与R2相等，桥路如原来是平衡的，则温度变化后R1R4=R2R3电桥仍满足平衡条件，无漂移电压输出，由于补偿片所贴位置与工作片成90，所以只感受温度变化，而不感受悬臂梁的应变。三、实验单元及部件可调直流电压源、-15V不可调直流稳压电源、电桥、差动放大器、F/V表、测微头、加热器、双平行梁、水银温度计（自备）、主、副电源。有关旋钮的初始位置：主、副电源关闭、直流稳压电源置4V档，F/V表置20V档，差动放大器增益旋至最大。四、实验步骤（1）了解加热器在实验以上所在的位置及加热符号，加热器封装在双平行梁的上片梁与下片梁之间，结构为电阻丝。（2）将差动放大器的（+）（-）输入端与地短接，输出端口F/V表的输入插口Vi相连。（3）开启主、副电源，调节差放零点旋钮，使F/V表显示零，再把F/V标的切换开关置2V档，细调差放零点，使F/V表显示为零。关闭主、副电源，F/V表的切换开关置20V档，采取差动放大器输入端连线。（4）按图1接线，开启主副电源，调电桥平衡网络的W1电位器，使F/V表显示零，然后将F/V表切换开关置2V档，调电位器W
