传感器检测技术实验指导书

1、实验一 应变片实验：单臂、半桥、全桥比较实验目的：了解金属箔式应变片，电桥的工作原理和工作情况，验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。所需单元和部件：直流稳压电源、主、副电源、双平行梁、应变片、螺旋测微头、电桥、电桥平衡网络、差动放大器、FV表。有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±4V档，FV表打到20V档，差动放大器增益打到最大。实验步骤：1、差动放大器调零（4根线）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FV表的输入插口Vi 相连；将差动放大器的地和F/V表的地相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使FV

2、表显示为零，关闭主、副电源。2、按照下图接成单臂电桥测试电路（11根线）图中Rx为应变片，从4个应变片中任意选一个，r及W1为电桥平衡网络。3、电桥调平衡把螺旋测微头放置双平行梁悬臂端中心磁柱正上方，两者距离大约5mm,注意不能吸合，双平行梁处于水平位置。选择适当的差动放大器增益，调整电桥平衡电位器旋钮W1，使FV表读数为零，先20V调零再2V调零。旋动旋钮W1时不要碰接线以避免线路接触不良。4、测量读数向下旋转螺旋测微头（顺时针），使其下端慢慢接触双平行梁悬臂端中心磁柱，随着测微头下端的不断下降，双平行梁悬臂端会被吸住，使梁发生向上弯曲变形，导致F/V表读数不为零（读数的正负取决于接入电路中

3、的应变片的箭头方向，即应变片在梁上贴的位置），继续向下旋转螺旋测微头使F/V读数恢复为零，记住螺旋测微头的刻度位置，旋转测微头，每旋转一周使梁移动0.5mm，读一个F/V表读数（读绝对值，注意单位），共读5个数据填入下表。然后向上（逆时针）旋转螺旋测微头，使其脱离双平行梁自由端，关闭主、副电源。位移（mm）0.511.522.5电压（mv）5、半桥电路测量（11根线）保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与Rx工作状态相反(箭头方向相反)的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥测量电路。接线时，可直接将R3两端插孔中的线直接换至另一应变片。重复步骤3和4，将测量数据填入下表中。 位移（

4、mm）0.511.522.5电压（mv）6、全桥电路测量（13根线）保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片应变片接成一个直流全桥电路，组桥时注意对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反，否则相互抵消没有输出（具体接线时保证+4V或-4V连接的两个应变片的工作状态即箭头方向相反即可）。与前面两种测量电路相比多两根线：一是把替换R1和R2的两应变片串联起来，二是把r接入电路当中。重复步骤3和4，将测量数据填入下表中。 位移（mm）0.511.522.5电压（mv）7、数据分析在同一坐标纸上描出X-V曲线，比较三种测量电路的灵敏度。注意事项：1) 差动放大器调零后，在接

5、线和测试过程中不能再旋动调零旋钮。2) 在接测试电路时应将电源关闭，确保接线无误后再开电源。3) 开电源前先把F/V表打到20V，读数时把F/V表打到2V。4) 在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。5) 实验过程中避免使梁发生过大变形，否则会使应变片失效。6) 在用三种电桥测试电路进行测量时应选用相同的差动放大器增益。7) 接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向。8) 测量后，及时将螺旋测微头旋开使双平行梁处于平衡状态。9) 拆除接线时避免用力过大，注意保护实验仪器。实验二 磁电式传感器的性能实验目的：了解磁电式传器的原理及性能所需单元及部件：差动放大器、激振器、示波器、磁

6、电传感器、振动平台、主、副电源。有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮置于中间，低频振荡器的幅度旋钮置于最小。实验步骤：1、 接好激振线路（2根线）。2、 观察磁电式传感器的结构，根据下图的电路结构，将磁电式传感器，差动放大器，低通滤波器，双线示波器连接起来，组成一个测量线路，开启主、副电源。3、 调整好示波器，低频振荡器的幅度旋钮固定至某一位置，调节频率，调节时用调节旋钮估读频率，用示波器读出电压峰峰值填入下表：F(HZ)102025Vpp4、画出测量曲线，并对其进行分析。注意事项：1) 测量读数时低频振荡器的幅度旋钮应固定至某一位置。2) 正确使用示波器。思考：试回答磁电式传感器的特点？实

7、验三 电涡流传感器应用电子秤实验目的：了解电涡流传器在静态测量中的应用。所需单元及部件：振动平台、涡流传感器、涡流变换器、FV表、砝码、差动放大器、电桥、铁测片、主、副电源。有关旋钮初始位置：电压表置档，差动放大器增益旋至最大。实验步骤：（） 差动放大器调零（4根线）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FV表的输入插口Vi 相连；将差动放大器的地和F/V表的地相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使FV表显示为零，关闭主、副电源。（） 按下图中的电路接线。（） 调整涡流传感器的位置，使其处于线性范围的终点距离附近处（与被测体之间的距离为线性终端处附近，与铁测片距离1-3mm）。（） 开启主、副电源，调整电桥单元上的电位器，使电压表为零。（） 选择较小的差动放大器增益，在平台上放上砝码，读出表头指示值，填入下表：(g)20406080100V(v)（） 在平台上放一重物