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1、1CSY 系 列 传 感 器 系 统 实 验 仪实 验 指 导 书西 京 学 院 机 电 工 程 系（ 2008）2目 录使 用 说 明实 验 内 容 （ 各 型 传 感 器 实 验 仪 按 需 选 用 ）实 验 一 箔 式 应 变 片 性 能 单 臂 电 桥实 验 二 箔 式 应 变 片 三 种 桥 路 性 能 比 较实 验 三 箔 式 应 变 片 的 温 度 效 应实 验 四 应 变 电 路 的 温 度 补 偿实 验 五 半 导 体 应 变 片 性 能实 验 六 半 导 体 应 变 片 直 流 半 桥 测 试 系 统实 验 七 箔 式 应 变 片 与 半 导 体 应 变 片 性 能 比 较
2、实 验 八 移 相 器 实 验实 验 九 相 敏 检 波 器 实 验实 验 十 箔 式 应 变 片 组 成 的 交 流 全 桥实 验 十 一 激 励 频 率 对 交 流 全 桥 的 影 响实 验 十 二 交 流 全 桥 的 应 用 振 幅 测 量实 验 十 三 交 流 全 桥 组 成 的 电 子 秤实 验 十 四 差 动 变 压 器 性 能实 验 十 五 差 动 变 压 器 零 残 电 压 的 补 偿实 验 十 六 差 动 变 压 器 的 标 定实 验 十 七 差 动 变 压 器 的 振 动 测 量实 验 十 八 差 动 螺 管 式 电 感 传 感 器 位 移 测 量实 验 十 九 差 动 螺
3、 管 式 电 感 传 感 器 振 幅 测 量实 验 二 十 激 励 频 率 对 电 感 传 感 器 的 影 响实 验 二 十 一 热 电 式 传 感 器 热 电 偶3实 验 二 十 二 热 敏 式 温 度 传 感 器 测 温 实 验实 验 二 十 三 P N 结 集 成 温 度 传 感 器实 验 二 十 四 光 纤 位 移 传 感 器 位 移 测 量实 验 二 十 五 光 纤 传 感 器 转 速 测 量实 验 二 十 六 光 电 传 感 器 的 应 用 光 电 转 速 测 试实 验 二 十 七 霍 尔 式 传 感 器 的 直 流 激 励 特 性实 验 二 十 八 霍 尔 式 传 感 器 的 交
4、 流 激 励 特 性实 验 二 十 九 霍 尔 传 感 器 的 应 用 振 幅 测 量实 验 三 十 霍 尔 传 感 器 的 应 用 电 子 秤实 验 三 十 一 电 涡 流 式 传 感 器 的 静 态 标 定实 验 三 十 二 被 测 材 料 对 电 涡 流 传 感 器 特 性 的 影 响实 验 三 十 三 电 涡 流 式 传 感 器 的 振 幅 测 量实 验 三 十 四 电 涡 流 传 感 器 的 称 重 实 验实 验 三 十 五 电 涡 流 传 感 器 电 机 测 速 实 验实 验 三 十 六 磁 电 式 传 感 器实 验 三 十 七 压 电 加 速 度 传 感 器实 验 三 十 八 电
5、 容 式 传 感 器 特 性实 验 三 十 九 扩 散 硅 压 力 传 感 器 （ MPX） 实 验实 验 四 十 气 敏 传 感 器 特 性实 验 四 十 一 湿 敏 传 感 器 特 性 演 示实 验 四 十 二 综 合 传 感 器 力 平 衡 式 传 感 器实 验 四 十 三 双 平 行 梁 的 动 态 特 性 正 弦 稳 态 响 应实 验 四 十 四 微 机 检 测 与 转 换 数 据 采 集 与 处 理实 验 四 十 五 光 敏 电 阻 实 验4使 用 说 明CSY 系 列 传 感 器 系 统 实 验 仪 是 用 于 检 测 仪 表 类 课 程 教 学 实 验 的 多 功 能 教 学
6、仪器 。 其 特 点 是 集 被 测 体 、 各 种 传 感 器 、 信 号 激 励 源 、 处 理 电 路 和 显 示 器 于 一 体 ， 可以 组 成 一 个 完 整 的 测 试 系 统 。 通 过 实 验 指 导 书 所 提 供 的 数 十 种 实 验 举 例 ， 能 完 成 包含 光 、 磁 、 电 、 温 度 、 位 移 、 振 动 、 转 速 等 内 容 的 测 试 实 验 。 通 过 这 些 实 验 ， 实 验者 可 对 各 种 不 同 的 传 感 器 及 测 量 电 路 原 理 和 组 成 有 直 观 的 感 性 认 识 ， 并 可 在 本 仪 器上 举 一 反 三 开 发 出
7、 新 的 实 验 内 容 。实 验 仪 主 要 由 实 验 工 作 台 、 处 理 电 路 、 信 号 与 显 示 电 路 三 部 分 组 成 。 各 款 实验 仪 的 传 感 器 配 置 及 布 局 是 ： (具 体 布 局 详 见 各 款 仪 器 工 作 台 布 局 图 )一 、 位 于 仪 器 顶 部 的 实 验 工 作 台 部 分 ， 左 边 是 一 副 平 行 式 悬 臂 梁 ， 梁 上 装 有应 变 式 、 热 敏 式 、 P-N 结 温 度 式 、 热 电 式 和 压 电 加 速 度 五 种 传 感 器 。平 行 梁 上 梁 的 上 表 面 和 下 梁 的 下 表 面 对 应 地
8、 贴 有 八 片 应 变 片 ， 受 力 工 作 片 分别 用 符 号 和 表 示 。 其 中 六 片 为 金 属 箔 式 片 （ BHF-350） 。 横 向 所 贴 的 两 片 为温 度 补 偿 片 ， 用 符 号 和 表 示 。 片 上 标 有 “BY”字 样 的 为 半 导 体 式 应 变片 ， 灵 敏 系 数 130。 （ CSY10B 型 应 变 梁 上 只 贴 有 半 导 体 应 变 计 。 ）热 电 式 （ 热 电 偶 ） ： 串 接 工 作 的 两 个 铜 一 康 铜 热 电 偶 (T 分 度 )分 别 装 在 上 、下 梁 表 面 ， 冷 端 温 度 为 环 境 温 度 。
9、 分 度 表 见 实 验 指 导 书 。 （ CSY10B 型 上 梁 表 面 安装 一 支 K 分 度 标 准 热 电 偶 。 ）热 敏 式 ： 上 梁 表 面 装 有 玻 璃 珠 状 的 半 导 体 热 敏 电 阻 MF-51， 负 温 度 系 数 ，25 时 阻 值 为 810K。P-N 结 温 度 式 ： 根 据 半 导 体 P-N 结 温 度 特 性 所 制 成 的 具 有 良 好 线 性 范 围 的 集成 温 度 传 感 器 。压 电 加 速 度 式 ： 位 于 悬 臂 梁 自 由 端 部 ， 由 PZT-5 双 压 电 晶 片 、 铜 质 量 块 和 压簧 组 成 ， 装 在 透
10、 明 外 壳 中 。实 验 工 作 台 左 边 是 由 装 于 机 内 的 另 一 副 平 行 梁 带 动 的 圆 盘 式 工 作 台 。 圆 盘 周围 一 圈 安 装 有 （ 依 逆 时 针 方 向 ） 电 感 式 （ 差 动 变 压 器 ） 、 电 容 式 、 磁 电 式 、 霍 尔 式 、5电 涡 流 式 、 压 阻 式 等 传 感 器 。电 感 式 （ 差 动 变 压 器 ） ： 由 初 级 线 圈 Li 和 两 个 次 级 线 圈 L。 绕 制 而 成 的 空 心线 圈 ， 圆 柱 形 铁 氧 体 铁 芯 置 于 线 圈 中 间 ， 测 量 范 围 10mm。电 容 式 ： 由 装
11、于 圆 盘 上 的 一 组 动 片 和 装 于 支 架 上 的 两 组 定 片 组 成 平 行 变 面 积式 差 动 电 容 ， 线 性 范 围 3mm。磁 电 式 ： 由 一 组 线 圈 和 动 铁 （ 永 久 磁 钢 ） 组 成 ， 灵 敏 度 0.4V/m/s。霍 尔 式 ： 半 导 体 霍 尔 片 置 于 两 个 半 环 形 永 久 磁 钢 形 成 的 梯 度 磁 场 中 ， 线 性 范围 3mm。电 涡 流 式 ： 多 股 漆 包 线 绕 制 的 扁 平 线 圈 与 金 属 涡 流 片 组 成 的 传 感 器 ， 线 性 范围 1mm。MPX 压 阻 式 ： 摩 托 罗 拉 扩 散
12、硅 压 力 传 感 器 ， 差 压 工 作 ， 测 压 范 围 050KP。精 度 1%。 （ CSY10B）湿 敏 传 感 器 ： 高 分 子 湿 敏 电 阻 ， 测 量 范 围 ： 099%RH。气 敏 传 感 器 ： MQ3 型 ， 对 酒 精 气 敏 感 ， 测 量 范 围 10-2000PPm， 灵 敏 度RO/R 5。光 敏 传 感 器 ： 半 导 体 光 导 管 ， 光 电 阻 与 暗 电 阻 从 nM 至 nK双 孔 悬 臂 梁 称 重 传 感 器 ： 称 重 范 围 0500g， 精 度 1%。光 电 式 传 感 器 装 于 电 机 侧 旁 。两 副 平 行 式 悬 臂 梁
13、顶 端 均 装 有 置 于 激 振 线 圈 内 的 永 久 磁 钢 ， 右 边 圆 盘 式 工 作台 由 “激 振 I”带 动 ， 左 边 平 行 式 悬 臂 梁 由 “激 振 II”带 动 。为 进 行 温 度 实 验 ， 左 边 悬 臂 梁 之 间 装 有 电 加 热 器 一 组 ， 加 热 电 源 取 自 15V 直流 电 源 ， 打 开 加 热 开 关 即 能 加 热 ,工 作 时 能 获 得 高 于 温 度 30 左 右 的 升 温 。以 上 传 感 器 以 及 加 热 器 、 激 振 线 圈 的 引 线 端 均 位 于 仪 器 下 部 面 板 最 上 端 一 排 。实 验 工 作
14、台 上 还 装 有 测 速 电 机 一 组 及 控 制 、 调 速 开 关 。 （ CSY10B 装 有 激 振 转换 开 关 ）两 支 测 微 头 分 别 装 在 左 、 右 两 边 的 支 架 上 。二 、 信 号 及 仪 表 显 示 部 分 ： 位 于 仪 器 上 部 面 板低 频 振 荡 器 ： 130Hz 输 出 连 续 可 调 ， Vp-p 值 20V， 最 大 输 出 电 流 1.5A， Vi6端 插 口 可 提 供 用 作 电 流 放 大 器 。音 频 振 荡 器 ： 0.4KHz10KHz 输 出 连 续 可 调 ， Vp-p 值 20V， 180、 0为 反相 输 出 ，
15、Lv 端 最 大 功 率 输 出 1.5A。直 流 稳 压 电 源 ： 15V， 提 供 仪 器 电 路 工 作 电 源 和 温 度 实 验 时 的 加 热 电 源 ， 最大 输 出 1.5A。 2V10V， 档 距 2V， 分 五 档 输 出 ， 提 供 直 流 信 号 源 ， 最 大 输 出电 流 1.5A。数 字 式 电 压 /频 率 表 ： 3 位 显 示 ， 分 2V、 20V、 2KHz、 20KHz 四 档 ， 灵 敏度 50mV， 频 率 显 示 5Hz20KHz。指 针 式 直 流 毫 伏 表 ： 测 量 范 围 500Mv、 50mV、 5mV 三 档 ， 精 度 2.5%。三 、 处 理 电 路 ： 位 于 仪 器 下 部 面 板电 桥 ： 用 于 组 成 应 变 电 桥 ， 面 板 上 虚 线 所 示 电 阻 为 虚 设 ， 仅 为 组 桥 提 供 插 座 。R1、 R2、 R3 为 350 标 准 电 阻 ， WD 为 直 流 调 节 电 位 器 ， WA 为 交 流 调 节 电 位 器 。差 动 放 大 器 ： 增 益 可 调 直 流 放 大 器 ， 可 接 成 同 相 、 反 相 、 差 动 结 构 ， 增 益 1-100 倍 。光 电 变 换 器 ： 提 供 光 纤 传 感 器 红 外 发 射
