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1、适用于机械类各专业机械工程检测技术实验指导书编写朱红瑜宋啸河南工业大学机电工程学院2007年 9 月1实验一电阻应变片及电桥特性实验一、实验目的1、了解电阻应变片的结构。2、观察应变效应，掌握应变片的作用。3、熟悉应变片电桥的各种接法及其输出特性。二、实验仪器及设备1、 ZCY-1 型综合传感器实验仪所需单元及部件：直流稳压电源；差动放大器；电桥；V/F 表；2、附件测微头；导线若干。三、有关旋钮的初始位置直流稳压电源打到0V 档。V/F 表打到 V200mv 档。差动放大器增益打到最大。四、实验原理本实验以金属应变梁作为产生应变的弹性体，应变采用双平行梁结构，梁上贴有受力方向不同的六片箔式应
2、变片（其中两片为补偿片），两片半导体应变片，即上下面各三片处于受力状态，各一片补偿，梁的顶端装有一位移平台，位移平台上方装有一测微头，旋动测微头，可使位移平台上下位移，使应变梁弯曲变形，粘贴在梁上的电阻应变片也随之变形，使电阻应变片的电阻值产生变化，若将这些应变片组成电桥，就可测得应变片的电阻值产生的变化，就可测得应变桥路的输出特性，即电桥输出电压V （ mv）与位移X （mm ）的函数关系： V=f （ x）五、实验内容及其步骤1、观察梁上的应变片，接通总电源及差动放大器电源。2、将差动放大器调零，方法是用导线正负输入端与地端连接起来，然后将输出端接到电压表的输入插口，调整差动放大器上的调零
3、旋钮使表头指示为零。3、根据图 1-1 的电路结构，利用电桥单元上的接线柱和导线，连接好测量线（差动放大器接成同相反相均可）图中 R4 为工作片， r 及 w 1 为调平衡网络。4、调整测微头使双行梁处于水平位置 （目测），将直流稳压电源打到 2V 档，选择适当的放大增益，预热数分钟，调整电桥平衡电位器，使表头指示为零。25、向上旋转测微头，记下梁端位移与表头显示电压的数值，每0.5mm 记录一个数，将测得数值填入下表。X(mm)V(mv)6、保持放大器增益不变，将R3 换为与R4 工作状态相反的另一应变片，形成半桥，调好零点，同样测出读数，填写下表：X(mm)V(mv)7、保持差动放大器增益
4、不变，将R1， R2 两个电阻换成两片工作片，接成一直流电桥，调好零点，同样测出读数，填入下表：X(mm)V(mv)8、在同一标纸上描出X V 曲线，比较三种接法灵敏度。六、注意事项1、做此实验时应将低频振荡器的幅值关至最小，以减小其对直流电桥的影响。2、在更换应变片时应将直流稳压电源打到0V 档。3、在实验过程中如有发现电压表过载，应将量程扩大。4、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。5、接全桥时请注意区别各片子的工作状态与方向，不得接错。七、思考题1、为什么电阻应变片R1 和 R3 或 R2 和 R4 不能作为电桥的相邻两臂构成电桥？2、为什么在应用应变片传感器时经常
5、采用半桥或全桥形式？3、电阻应变片的灵敏度与哪些因素有关？八、实验报告要求1、绘出三种实验线路图，并加以分析说明。2、绘出三种输入 输出（ X V ）特性曲线。3实验二电感传感器特性及相敏电路特性实验一、实验目的1、进一步了解差动变压器与差动螺管式电感传感器的原理和组成。2、测定电感式传感器输出特性。3、比较差动变压器式传感器与差动螺管式电感传感器的异同。二、实验仪器及设备ZCY-1 型综合传感器实验仪（ 1）其中所需单元及部件：音频振荡器；差动放大器；移相器；相敏检波器；电桥； V/F 表；低通滤波器。（ 2）附件测微头；双踪示波器；导线。三、有关旋钮的初始位置音频振荡器4KHZ 、差动放大
6、器的增益打到量大，V/F 表打到 V2V 档。音频振荡器幅度旋到适中位置。四、实验原理电感传感器实验是进行差动变压器和差动电感传感器的特性实验，两种实验的内容及原理基本相同， 区别仅在于信号输入源加入的位置不同，当激励电压加入时随着铁芯中点附近的移动，输出电压变发生变化，根据输出电压的变化就可以得到位移量的大小及方向。五、实验内容及步骤1、差动变压器实验（ 1）按图 2-1 接好线路图 2-1（ 2）转动测微头，调整铁芯到中间位置，方法是：断开调平衡的W 1、W 2 电位器，旋动测微头使输出最小。（ 3）利用示波器调整音频振荡器幅度旋钮，使激励电压幅值为峰值1.5V 。（ 4）调整各平衡及调零
7、旋钮，使电压表读数为零。（ 5）给梁一个较大的位移，调整移相器，使电压表指示为最大，同时可用示波器观察相敏检波的输出波形。4（ 6）旋转测头，每隔0.5mm 读数记录实验数据，填入下表X(mm)V(mv)（ 7）作出 V X 曲线，并求出灵敏度。2、差动螺管式电传感试验（ 1）按图 2-2 接线，组成一个电感电桥的测量系统。0音频振荡器（ 2）调整测微头，使铁芯到中间位置，方法是：断开调平衡的W 1、 W 2 电位器，旋动测微头使输出最小。（ 3）调整各平衡及调零旋钮，使电压表读数为零。（ 4）给梁一个较大的位移，调整移相器，使电压表指示为最大。（ 5）转动测微头，每隔 0.5mm 记录一个数
8、据，填入下表。X(mm)V(mv)（ 6）作出 V-X 曲线，计算出灵敏度。六、注意事项（ 1）此实验只用原差变压器的两个次级线圈，注意接法；（ 2）音频振荡器必须从 LV 插口输出。七、思考题1、差动电感传感器与变压器式电感传感器有何区别？2、电感传感器可有哪些应用？八、实验报告基本要求1、熟悉实验线路，能分析说明。2、绘出两种输入 输出曲线，计算灵敏度并加以比较。3、回答思考题。5实验三电容传感器特性及相敏电路特性实验一、实验目的了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。二、实验原理平行板组成的电容器的电容量CA通过改变两板的耦合面积A 可以改变电容器的电容量，通过检测变换电路，转变成电信
9、号的变化，并将电信号放大，检波，可测得V=f(x) 的输出特性。三、实验仪器及设备ZCY 1 型综合传感实验仪（ 1）所需单元及部件：电容传感器；差动放大器；V/F 表；激振器（ 2）附件示波器；导线；测微头。四、实验步骤1、差动放大器调零（方法见实验一）按图3-1 接线2、差动放大器增益旋钮到中间，V/F 表打到 200mv 档，调节测微头，使输出为零。3、旋动测微头， 每隔 0.5mm 记录一下电压表的读数直到电容动片与静片覆盖面积最大为止。X(mm)V(mv)4、退回测微器至初始位置，并开始以相反方向旋转，同上法， 记下 X（ mm）及 V（ mv）值。X(mm)V(mv)5、计算系统灵
10、敏度S=V/ X 并作出 V X 曲线。6、卸下测微头，断开电压表，按下激振器按钮，用示波器观察出波形。五、思考题61、电容传感器的原理与应用？2、电容传感器在应用中有哪些形式？哪种形式比较好？为什么？3、电容传感器在应用中应注意哪些问题？六、实验报告基本要求1、绘出输出特性曲线，计算S 值。2、通过实验，对变面积式电容传感器写出几点结论。7实验四记录仪频率特性测试一、实验目的1、了解光线示波器的基本结构、工作原理，学习光线示波器安全，正确的使用方法。2、测定光线示波器振子幅频特性和相频特性，掌握如何根据不失真条件选择振子固有频率和调整阻尼比。二、实验原理及实验装置光线示波器利用细光束在感光纸上记录被测信号，它可以记录数千赫兹以下的信号，是一种广泛应用的记录仪器。光线示波器是由机械系统、光学系统、 电气系统及磁系统组成的复杂仪器，必须正确掌握使用方法，现以SC16 光线示波器为例，进行实验操作，SC16 光线示波器旋钮如图4-1 所示。光线示波器振子以FC6 型为例。它是一个单自由度二阶扭振系统，其幅频和相频特性为8A()1K(2.1)(12 ) 2422G()arctg22(2.2)1为测 A （），可将输入到振子的电压恒定，而改变电压频率f，获得一系列 =f /
