实验一单臂电桥、半桥和全桥的比较实验目的:认识金属箔片式应变片,考证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系所需单元及零件:直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬梁称重传感器、砝码、应变片、F/V表、主、副电源实验原理与公式:(1)单臂电桥均衡条件:R1R4=R2R3输出电压:U0ER14R敏捷度:EKU=(2)半桥均衡条件:R1R4=R2R3输出电压:U0ER12R敏捷度:EKU=(3)全桥均衡条件:R1R4=R2R3输出电压:U0R1ER敏捷度:KU=E旋钮初始地点:直流稳压电源拨到2V档,F/V表拨到2V档,差动放大器增益旋钮调到最大实验步骤:(1)认识所需单元、零件在实验仪上的地点,察看梁上的应变片,应变片为棕色衬底箔式构造小方薄片上下两片梁的表面面各贴两片应变片2)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;调理差动放大器的增益旋纽到最大地点,而后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零,而后封闭主、副电源3)依据下列图,R1、R2、R3为电桥的固定电阻;R4=Rx为应变片将稳压电源的切换开关置4v档,F/V表置20v。
开启主、副电源,调理电桥均衡网络中的W1,使 F/V表显示为零,等候数分钟后将F/V表置2v,再调理电桥W1(慢慢调)使F/V表显示为零4)在传感器的托盘上放上一只砝码,记下此时的电压数值,而后每增添一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表表 1重量(g)电压(mv)(5)保持放大器增益不变,将固定电阻R3换为与RX(R4)工作状态相反的另一应变片,即取两片受力方向不一样的应变片,形成半桥,调理电桥的W1使F/V表显示为零,重复(4)过程相同测得读数,填入表2表 2重量(g)电压(mv)(6)保持差动放大器增益不变,将R1,R2两个固定电阻换成两片受力应变片,组桥时只需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的原则即可,不然相互抵消没有输出电压接成一个直流全桥,调理电桥的W1,相同使F/V表显示为零重复(4)过程将读出数据填入表3表3重量(g)电压(mv)(7)依据所得结果计算系统的敏捷度VS=,在同一坐标纸上描出V—W曲线,V为电压变化量,W为相应的W重量变化量,并比较三种接法的敏捷度注意事项:( 1)实验仪器中电桥上端虚线所示的四个电阻实质上其实不存在,仅作为一个标志,让学生组桥简单。
2)做此实验时应将低频振荡器、音频振荡器的幅度调至最小,以减小其对直流电桥的影响3)实验过程中,直流稳压电源输出不一样意大于4V,以防应变片过热破坏4)不可以用手涉及应变片及过分曲折平行梁,免得应变片破坏5)当加入砝码后电压表读数无变化时,一般是少接了两根线,即W1与+4v的连线,W1与—4v的连线6)当F/V表读数比标准值减少一半左右时,一般是直流稳压电源拨到+2v档位,应拨到+4v档位7)在改换应变片刻应将电源封闭8)在实验过程中如发现电压表发生过载,应将电压量程扩大9)实验过程中只好将放大器接成差动形式,不然系统不可以正常工作10)接成全桥时请注意差别各应变片的工作状态方向11)实验顶用到所需单元时,则该单元上的相关电源开关应闭合,达成实验后应封闭全部开关及输出思虑题:(1)本实验电路对直流稳压电源有何要求?为何?(2)本实验电路对差动放大器有何要求?为何?(3)单臂电桥的非线性偏差为多少?(4)半桥的非线性偏差为多少?(5)全桥的非线性偏差为多少?附:r=1KW1=W2=22KC=300P实验二硅光电池、光敏电阻和热敏电阻实验实验目的:1. 认识硅光电池的构造、原理和性能2. 认识光敏电阻的构造、原理和性能。
3. 认识NTC热敏电阻现象实验原理:1. 在光照作用下,因为元件内部产生的势垒作用,在联合部使光激发的电子—空穴对分别,电子与空穴分别向相反方向挪动而产生电势的现象,称为光伏效应硅光电池就是利用这类效应制成的光电探测器件2. 入射光子使物质的导电率发生变化的现象,称为光电导现象硫化镉(Cds)光敏电阻就是利用光电导效应的光电探测器的典型元件依据制造方法,其光敏面大概可分为单结晶型、烧结型、蒸空镀膜型3. 热敏电阻是一种用半导体系成的敏感元件,它的敏捷度高,电阻温度系数的绝对值比一般金属电阻大10~100倍,在测温领域、温度赔偿方面和温度控制方面拥有宽泛的应用热敏电阻的温度系数有正有负,所以分红两类:PTC热敏电阻(正温度系数,即温度高升时电阻值增大)与NTC热敏电阻(负温度系数,即温度高升时电阻值减小)一般NTC热敏电阻丈量范围较宽,主要用于温度丈量;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,也用于彩电中作自动消磁元件所需单元及零件:硅光电池、光敏电阻、热敏电阻、加热器、可调直流稳压电源、数字F/V表、电桥均衡网络中的电位器W1和电阻r、数字万用电表、—15v稳压电源、主、副电源。
相关旋钮的初始地点:低频振荡器的幅度旋钮置于最小(以防扰乱),F/V表置2V档实验步骤:一、硅光电池实验(1)按图1连线图 1(2)电压表置2v档,直流稳压电源4v档3)将+4v电压接入仪器顶部光敏类传感器盒+4v端口4)将光重申节旋钮关至最小,发光二极管最暗,记录此时电压表的读数(这是外界自然光对硅光电池的影响)5)将光重申节旋钮调到最大,发光二极管最亮,记录此时电压表的读数6)将光强旋钮调到中间地点(尽量预计正确),记录此时电压表的读数表 1光重申节旋钮的地点关至最小(最暗)调到中间地点调到最大(最亮)电压表的读数二、光敏电阻实验(1)使用数字万用电表的电阻档丈量光敏电阻在以下两种条件下的电阻值:不用手遮光;用手遮光并将数据填入表2表 2不用手遮光光阴敏电阻的电阻值用手遮光光阴敏电阻的电阻值(2)依据图2连线3)将+4v电压接入仪器顶部光敏类传感器盒+4v端口4)将光重申节旋钮置最小位(马上光强旋钮反时针调究竟),F/V表置2v档,调理电位器W1使F/V示值最小,记录电压表的示数图 2( 5)将光重申节旋钮置最大位(马上光强旋钮顺时针调究竟),记录电压表的示数 6)将光重申节旋钮置中间地点,记录电压表的示数。
表 3光重申节旋钮的地点关至最小(最暗)调到中间地点调到最大(最亮)电压表的读数三、热敏电阻实验(1)认识热敏电阻在实验仪上所在的地点及符号,它是一个蓝色或棕色元件,封装在透明塑料盒内2)使用数字万用电表电阻档丈量热敏电阻在室温条件下的电阻值3)将—15v电源接入加热器,加热5分钟时封闭主电源,丈量此时热敏电阻的电阻值并将数据填入下表表 4室温时热敏电阻的电阻值加热5分钟时热敏电阻的电阻值(4)先将热敏电阻降温(因为方才热敏电阻已经加热了5分钟),再将F/V表切换置2v档,直流稳压电源切换开关置2v档,依据下列图连结,开启主、副电源,调整W1电位器,使F/V表指示为100mv100mv为室温时的输入电压Vi图 4(5)将—15v电源接入加热器,察看电压表的读数并回答:表 5室温时的电压表读数加热5分钟时电压表的读数注意事项:1. 因外界光对光敏元件也会产生影响,实验时应尽量防止外界光的扰乱2. 假如实验数据不稳,应检查四周能否有人走动思虑题:1. 在硅光电池实验中,电压表读数的变化说了然什么?2. 在光敏电阻实验中,电压表读数的变化说了然什么?3. 做光敏电阻实验时,副电源开关能否拨到断开地点?为何?4. 在热敏电阻实验中,依据室温时热敏电阻的电阻值和加热5分钟时热敏电阻的电阻值来判断,该热敏电阻是PTC型仍是NTC型?为何?依据室温时电压表的读数和加热5分钟时电压表的读数来判断,该热敏电阻是PTC型仍是NTC型?为何?附:调光电路(内部电路)图 5A、B为红色发光管,其最大工作电压为1.7v。
实验三热电偶原理及分度表的应用实验目的:认识热电偶的原理和分度表的应用所需单元和零件:—15V不行调直流稳压电源、差动放大器、加热器、V/F表、热电偶、水银温度计、主、副电源、数字万用电表相关旋钮的初始地点:直流稳压电源置于4v档,V/F表置于2V档,差动放大器增益最大(此时电压放大倍数为100)实验原理与公式:热电偶的基本工作原理是热电效应,两种不一样的导体相互焊接成闭合回路时,当两个接点温度不一样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往常把两种不一样导体的这类组合称为热电偶即热端和冷端的温度不一样时,经过丈量此电动势即可知道两头温差如固定某一温度(一般固定冷端为室温),则另一端的温度便可知,进而实现温度的丈量本仪器中热电偶为铜—康铜热电偶在导体两头便形成接触电势,其大小由下边公式给出:KT1d(NATt)EA(T,T0)NATdteT0dtKT1d(NBTt)EB(T,T0)NBTdtdteT0式中:NAT和N分别为A导体和B导体的电子密度,是温度的函数。