《传感器原理作业》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器原理作业（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 实验一的数据处理根据原始记录纸上的表11记录的数据得到的是：W(g)20202020202020202020U(mV)5556666666计算灵敏度公式为：；下图为输出电压与所加负载的关系图由上图我们可知:S=0.2924g/mV R2=0.9992 (R为相关系数）计算非线性误差的公式为：由上图可知=57-57*R=57-57*=0.023mV=0.023/57100%=0.04%思考题：分析产生非线性误差的原因。答：电阻阻值的相对变化大时，非线性度越大。在计算是我们忽略了这一项，所以实际测量中，输出电压与不呈线性关系，从而产生了非线性误差。实验二的数据处理 根据原始记录纸上的表21记录的
2、数据得到的是：W(g)20202020202020202020U(mV)22232323242323232324计算灵敏度公式为：；下图为输出电压与所加负载的关系图由上图我们可知:S=0.5936g/mV计算非线性误差的公式为：由上图可知=0.01mV=0.01/119100%=0.008% 由此可见使用板桥测量电路几乎不存在非线性误差思考题：分析为什么半桥的输出灵敏度比单臂时高了一倍，而非线性误差也得到了改变？答：差动电桥安装了两个工作应变片，一个受拉应变，一个受压应变，所以通过计算与分析可知，在相同条件下，差动电桥电压灵敏度是单臂工作室的两倍，同时还具有温度补偿作用，输出电压与呈线性关系，
3、股也大大改善了非线性误差。 实验三的数据处理 根据原始记录纸上的表31记录的数据得到的是：W(g)20202020202020202020U(mV)12121211131211121212计算灵敏度公式为：；下图为输出电压与所加负载的关系图由上图我们可知:S=1.1600g/mV计算非线性误差的公式为：由上图可知=0=0/200100%=0由此可见使用全桥测量电路不存在非线性误差 思考题：比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，并从理论上加以分析比较，得出相应结论。答：灵敏度的比较是：单臂半桥半桥全桥,单臂工作时接入了一片应变片，半桥工作时接入了两片应变片，而全桥工作时接入了四片应变片，
4、这就是他，它们工作时灵敏度和非线性度不同的根本原因，经计算与分析它们的测量电路，便得到以上结论。实验四的数据处理根据原始记录纸上的表41记录的数据得到的是：W(g)20202020202020202020U(mV)19202021192119212020计算灵敏度公式为：；下图为输出电压与所加负载的关系图：由上图我们可知:S=1.0058g/mV 其误差为：1.1333(mV)计算非线性误差的公式为：由上图可知=0=0 思考题：分析什么因素会导致电子秤的非线性误差增大，怎么消除，若要增加输出灵敏度，应采取哪些措施？答：环境因素和实验器材的校正不准会导致非线性误差增大，通过多次校正，通过调节变位
5、器可以减小甚至是消除误差，若要增加输出灵敏度可以增加相形放大电路。 实验五数据处理根据原始记录纸上的表51记录的数据得到的Vop-pX曲线如下：分别作出量程为1mm和3mm灵敏度和非线性误差：（这段的位移范围是：1.627mm3.627mm；输出电压范围是：2800mV1900mV）由上图可知： 计算非线性误差的公式为： 2.6（这段的位移范围是：7.127mm13.127mm；输出电压范围是：240mV3500mV）由上图可知： 计算非线性误差的公式为： 7mV0.2%思考题：1、 用差动变压器测量较高频率的振幅，例如1KHZ的振动振幅，可以吗？差动变压器测量频率的上限受什么影响？答：可以，
6、一般说来， 差动变压器是用于测量位移、压力、振动等非电量参量的传感器件的。因而，其灵敏度要求高，线性要好。因而，要采用线性整流电路来进行整流。线性整流电路的构成是：一个将整流电路接到 反相运算放大器的反馈回路里并在此输出。运算放大器、整流电路及其外围电路影响其上限频率。2、 是分析差动变压器与一般电源变压器的异同答：差动变压器一般用于作为检测元件，而一般变压器一般作为电源变换部件或者信号转换部件。 以E型为例。一般变压器的2个E型铁芯（磁芯）是固定在一起的紧耦合，不希望工作中有任何移动，否则会产生噪声，大功率时甚至可能损坏。而差动变压器的2个E型铁芯（磁芯）则相反。差动变压器一般分为变面积式和
7、变气隙式。变面积式差动变压器的2个E型铁芯（磁芯）不是固定在一起的，随工作需要移动或者旋转。差动变压器有2个线圈，一个是激励线圈，另一个是检测线圈，一般在激励线圈诸如一个固定频率固定幅度的信号，通过在检测线圈中的信号获取差动变压器的变化数据，进而可以计算出距离、角度或者速度。 实验七数据处理 根据原始记录纸上的表71记录的数据得到的幅频特性曲线如下：思考题：1、 提高激励频率有哪些优点？但是过高的激励频率又会带来哪些不利因素？应怎样确定激励频率？答：适当的提高激励频率会是输出电压的幅度值也变大，但是当激励频率过高到超过某一个值的时候，又会使得输出电压幅值逐渐减小，所以应将激励频率控制在小于某个
8、能使输出电压幅度值达到最大的那个频率，然后在这个前提下适当的提高激励频率，得到理想的输出电压幅度值。2、 若用差动变压器式传感器测量振动，测量的频率受什么限制？答：运算放大器、整流电路及其外围电路影响其上限频率。同时可能受铁磁材料磁感应频率响应上限影响。但是原则上来说没影响，因为就算磁材料不响应的高频，线圈本身的磁场还是有互感现象，只不过早已偏离了线性区域了，得到的结论也不准了，需要修正才行 实验八数据处理根据表81数据作出的电容传感器位移与输出电压关系图如下所示：由上图可知：灵敏度计算非线性误差的公式为：0.64mV0.11%思考题：1、 电容传感器和电感传感器相比，有哪些优缺点？答：电容器
9、传感器的优点是结构简单,价格便宜，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，以及联接电路较复杂等。2、 简述什么是传感器的边缘效应，它会对传感器的性能带来哪些不利影响？答：电容式传感器极板之间存在静电场，式边缘处的电场分布不均匀，造成电容的边缘效应，这相当于再传感器的电容里并联了一个电容，这就叫边缘效应。不利影响：会引起极板间的电场分布不均，导致非线性问题仍让存在，且灵敏度下降。 实验九数据处理根据表91数据做出VX曲线如下图所示：根据数据计算不同线性范围时的灵敏度和非线
10、性误差:首先将所测得的数据分成三段，并分别求在这三个不同线性范围时的灵敏度和非线性误差第一段：位移范围是：0.2mm2.2mm；输出电压范围是：-77.6mV -508mV；其VX曲线如下图所示：由上图可知：灵敏度计算非线性误差的公式为：0.12%第二段：位移范围是：2.4mm4.4mm；输出电压范围是： ；其VX曲线如下图所示：由上图可知：灵敏度第二段：位移范围是：4.6mm6.6mm；输出电压范围是：;其VX曲线如下图所示：由上图可知：灵敏度40.15mv4.6%思考题：归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。答：（1）零位误差。零位误差由不等位电势所造成，产生不等位电势的主要原因是：两个霍尔电极没有安装在同一等位面上；材料不均匀造成电阻分布不均匀；控制电极接触不良，造成电流分布不均匀。补偿方法是加一不等位电势补偿电路。（2）温度误差。因为半导体对温度很敏感，因而其霍尔系数、电阻率、霍尔电势的输入、输出电阻等均随温度有明显的变化，导致了霍尔元件产生温度误差。补偿方法是采用恒流源供电和输入回路并联电阻。传感器原理实验报告 班级：电科092 姓名：魏华珍 组号：13
