实验一常用传感器静态性能测试

1、实验一：常用传感器（电感式、电阻式或电容式）静态性能测试1、 实验目的： 了解电容式传感器结构及其特点。其结构如图所示2、 实验设备： 主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、测微头3、 实验原理： 利用电容CAd和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容传感器。本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，如下图所示：它是有二个圆筒和一个圆柱组成的。设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为C=2pln(Rr)。图中C1、C

2、2是差动连接，当图中的圆柱产生X位移时，电容量的变化量为C=C1C2=2p2Xln(Rr)，式中2p、ln(Rr)为常数，说明C与位移X成正比，配上配套测量电路就能测量位移。4、 实验内容及实验数据整理：1. 差动变压器传感器测位移直接交流输出（1） 将激励信号接入差动变压器初级，并同时接入双踪示波器第一通道作为参考信号。差动变压器输出调幅波接入第二通道。当铁芯由上而下时，差动变压器输出信号相位由激励信号 输入 变为 反 相。 (2)仔细调整测微头，使次级的差动输出电压为最小，这个最小电压叫做 谐波 ，它与输入电压的相位差约为 。因此是 一次谐波 正交分量。2. 差动变压器传感器测位移，经相敏

3、整流输出，用平均法计算拟合方程填入下表。 项目位移X（mm）（mm）-10-8-6-4-20246810输出yi（mv）第一次13.260 13.760 14.260 14.760 15.260 15.760 16.260 16.760 17.260 17.760 13.260 第二次-0.433 -0.339 -0.247 -0.153 -0.061 0.028 0.118 0.205 0.289 0.371 -0.433 第三次-0.425982 -0.336332 -0.246682 -0.157032 -0.067382 0.022268 0.111918 0.201568 0.291

4、218 0.380868 -0.425982 平均值0.007000 0.002668 0.000318 0.004032 0.006382 0.005732 0.006082 0.003432 0.002218 0.009868 0.007000 拟合方程yi=a+bxiV=0.1793X-2.8035. 理论值yi 非线性误差值yi=yi-yi 非线性误差（%）=(0.009868mv/2000mv)×100%=0.00049%.3. 差动电容传感器测位移：位移x(mm)-10-8-6-4-20246810电压输出(mv)-0.433-0.339-0.247-0.153-0.0610.0280.1180.2050.2890.3710.4724.画出以上传感器的vx曲线：（用坐标纸）。X-Y曲线的函数表达式为V=0.1793X-2.8035. X-V实验曲线5、 思考答题：1.差动电感式传感器与差动变压器传感器在结构、原理上有何异同？ .差动电感是基于电桥工作原理；差动变压器直接输出信号。2. 对电感式传感器的激励振荡源有哪些要求？ 1、检测距离的衰减性；2、现场抗干