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1、 . . . . 测试技术实验指导书温馨提示1 每次实验之前必须仔细阅读实验指导书中相应局部的容。2 必须遵守实验室各项规章制度，并按预先编组在规定实验台位进展实验，未经许可不准擅自调换台位。3 同学们应爱护国家财产，认真按照操作规程和指导教师指导进展各项实验操作。4 不准随意拆装仪器，随意玩弄各操作按钮，开关等。凡违返规定者视情节轻重作严肃处理，造成仪器设备损坏者一律照价赔偿。5 同一台位的同学对本台位仪器设备、工具、材料共同负责，实验完毕时应报告实验教师检查。如有丢失、损坏情况发生，在同一台位同学无自动承当责任时由该台位实验同学共同承当赔偿。目录CSY2000传感器与检测技术实验台简介3实
2、验一金属箔式应变片单臂、双臂与全桥性能实验4实验二直流激励时霍尔式传感器位移特性实验9实验三电涡流式传感器的位移实验10CSY2000传感器与检测技术实验台简介CSY2000传感器与检测技术实验台主控箱面板简图如下图。其主要由音频振荡器、低频振荡器与显示单元等组成，主要作用是为传感器类实验提供信号源、电源以与显示装置等。图中标明了实验中经常用到的单元，请同学们对照实物予以确认。下面对有关单元作简单介绍。CSY2000传感器与检测技术实验台音频振荡器幅度调节TYLV 180 0频率调节TY低频振荡器幅度调节频率调节TY+15V -15 V +5V频率/转速表电压表显示选择Vi n Fi n电压选
3、择+VO - VO电源开关通信接口CSY2000实验系统面板简图地1、音频振荡器：为实验提供电压、频率可调的正弦波信号；2、低频振荡器：为振动台在实验台桌面上，图中未示出提供一电压、频率可调的正弦波信号，迫使振动台振动；3、显示单元：可用来显示被测直流信号的电压与交流信号的频率；1、直流电压测量：将被测直流电压信号接入“显示选择旋钮下方的“Vi n插孔，电压表即可显示电压值，如果“显示选择旋钮置档，表示测量电压围为0-，读数方法如下： 、假设电压表显示为 ， 那么被测信号的电压值为0.556V；b、假设电压表显示为 - - -， 那么表示此时被测信号的电压大于2V，那么需要调解“显示选择旋钮到
4、“档进展测量。、频率测量：将被测交流电压信号接入“显示选择旋钮下方的“Fi n插孔，“显示选择旋钮置“频率档，那么可在“频率/转速数字显示表中读数；4、15、+5、+4：为实验中用到的模块提供电源。实验一金属箔式应变片单臂、双臂与全桥性能比拟金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，它可以将测量对象被测部位受力状态的变化转换为电阻值的变化，通过电桥再将电阻值的变化量进一步的转化为电压的变化量输出。一.实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，三种电桥工作原理和性能。比拟单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，并得出相应的结论。二.需用器件与单元应变式传感器实验模板、砝码、电压表、1
5、5V电源、4V电源、连接线。应变式传感器实验模板由悬臂梁、放大器等局部组成。应变片传感器R1、R2、R3、R4位于实验模块的悬臂梁的上下外表，图-所示。为接线方便起见，应变片的接线端已引到模板的左上方且初始值R1R2R3R4350。图1-1 应变梁示意图三.实验原理框图实验原理框图如图1-2所示。应变片传感器实验模块电桥电压表放大器调零装置V+4V图1-2实验原理框图四.准备工作：差动放大器调零1、接入模板电源15V与地，检查无误后，合上主控台电源开关控制台右侧的按钮开关。2、将差放的IC1的“+与IC2的“+短接并与地连接。3、调节增益电位器Rw3旋钮大致到中间位置先逆时针转到底，以其刻度线
6、为准再顺时针转3圈。4、差动放大器的输出端Vo2与主控台面板上“显示选择的Vin插孔相连，“显示选择旋钮置“2V档。5、调节实验模板上调零电位器Rw4旋钮，使数显表显示为零。关闭主控台电源。6、拆除步骤2的接线。注意：本实验中，完成该步骤后Rw3、 Rw4保持不变，直至做完全部实验.五、实验容之一 : 单臂电桥性能实验1.根本原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：RRK式中RR为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,=l/l为电阻丝长度相对变化，单臂电桥输出电压为Uo1= EK/4。2.操作步骤1单臂实验接线图1-3所示。将应变式传感器
7、的其中一个电阻应变片R1即模板左上方的R1接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥R5、R6、R7、已在模块板上标明。图1-3 单臂电桥接线图2接入电桥调零装置R8、Rw1、Rw2。3接入电桥电源4V从主控台引入。4检查接线无误后，合上主控台电源开关。依次调节Rw1，使电压表分别在20V、2V档显示均为零。调零后，测量时设置在2V档不变。5在盘中加一砝码(20g)，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完。记录实验结果填入表1-1，关闭电源。表11单臂电桥输出数据记录表重量(g)020406080100120140160180200电压(mv)五、实
8、验容之二 : 双臂电桥性能实验1.根本原理不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量一样时，其桥路输出电压UO2EK2。2.操作步骤1将桥路局部根据图1-4接线。其中R1、R2为实验模板左上方的应变片一片受拉、一片受压，作为电桥的相邻两臂。接入桥路电源4V，调节电桥调零电位器Rw1使数显表显示为零。图 1-4双臂电桥接线图2在盘中加一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完。记录实验结果填入表1-2，关闭电源。表12双臂电桥输出数据记录表重量(g)020406080100120140160180200
9、电压(mv)六、实验容之三：全桥性能实验1.根本原理全桥测量电路中，将受力性质一样的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1R2R3R4，其变化值R1R2R3R4时，其桥路输出电压U03KE。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。2.操作步骤1根据图1-5接线。注意全桥的邻边受力状态相反，即将传感器中两片受力相反一片受拉、一片受压的电阻应变片作为电桥的相邻边。接入桥路电源4V，调节电桥调零电位器Rw1使数显表显示为零图1-5 全桥接线图2在盘中一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完。将实验结果填入表1-3中，关闭电源。表1
10、3全桥输出数据记录表重量(g)020406080100120140160180200电压(mv)七.实验数据处理1. 根据表1-1、1-2、1-3的数据，利用最小二乘法分别求其拟合直线方程并计算单臂、半桥、全桥的灵敏度S和非线性误差f1。f1=m/yF.S 100式中m为输出值与拟合直线的最大偏差；f1为装置的标称输出值，即载荷为200克时的输出值2. 分析单臂、半桥、全桥的特性。八. 思考题2. 单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：1正受拉应变片2负受压应变片3正、负应变片均可以。2.半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在：1对边2邻边。桥路差动电桥3.桥路差动电桥测量时
11、存在非线性误差，是因为：1电桥测量原理上存在非线性2应变片应变效应是非线性的3电桥没有调到真正零位。4某同学在做上述全桥测量实验中，将R2和R3位置对调接入电桥，试分析电桥的输出情况。实验二 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验一、实验目的了解霍尔传感器的原理与应用。二、实验仪器霍尔传感器模块、霍尔传感器、测微头、直流电源、数显电压表。三、实验原理根据霍尔效应，霍尔电势UH=KHIB，其中KH为灵敏度系数，由霍尔材料的物理性质决定，当通过霍尔组件的电流I一定，霍尔组件在一个梯度磁场中运动时，就可以用来进展位移测量。四、实验容与步骤1将霍尔传感器按图2-1安装，霍尔传感器与实验模板的连接图按图2-
12、2进展。1、3为电源正负4V，2、4为输出。图2-1 霍尔传感器安装示意图2开启电源，手动调节测微头的位置，先使霍尔片大概在磁钢的中间位置数显表大致为0，固定测微头，再调节Rw2使数显表显示为零。3旋动测微头向轴方向推进，每隔0.2mm记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入下表：XmmV(mV) 图2-2 霍尔传感器直流激励接线图作出VX曲线，计算不同线性围时的灵敏度和非线性误差。五、思考题本实验中霍尔元件位移的线性实际上反映的是什么量的变化？实验三电涡流传感器位移特性实验一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。二、实验仪器：电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、
13、直流稳压电源、数显直流电压表、测微头。三、实验原理：通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进展位移测量。四、实验容与步骤1根据图3-1安装电涡流传感器且观察传感器的部结构，2转动螺旋测微器使其初始值为10mm，插入固定插孔中，3测微头端部安装被测对象铝片。4推动测微头使铝片与传感器端面无缝隙接触，拧紧测微器固定螺钉。5将电涡流传感器输出线接入实验模板上L的两端插孔中，作为振荡器的电感元件。电路接线如图3-2所示。图3-2 电涡流传感器实验接线示意图(6)连接15V直流电源与地到模板上的+15V与地插孔。(7) 将实验模板上的输出Vo与试验台上的Vin相连。数显表量程切换至20V。(8)逆时针旋动测微头向怀旋转，每间隔0.2mm测微头转动20小格为一个测量点，分别从数显表上读各位移点输出的电压值。测量围0-8.6mm.记录位移X与输出电压V值，直到输出几乎不变为止。将数据填入表3-1中。表31电涡流传感器位移X与输出电压数据X(mm)0.0
