文件大三下传感器实验

1、传感器与检测技术实验实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标 定实验实验三 动态信号数据采集与信号处理原理实验实验四 电阻应变式传感器特性实验实验五 电感式传感器特性实验实验六 温度变送器实验返回实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法1. 实验目的 (1)了解力测量系统的组成 (2)掌握利用CS2092动态测试分析仪进行瞬态数据采集的方法 (3)根据动态响应测量结果能够建立动态数学模型2. 实验仪器设备 (1) 动态测量分析仪CS2092 一台 (2) 动态电阻应变仪(BZ2002 放大器) 一台 (3) 荷重传感器BHR-4(1KN) 一个 (

2、4) 稳压电源6V 一台 下页上页图库返回实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法2. 实验仪器设备 (5) 传感器调零装置PF-1 一台 (6) 打印机 一台3. 实验方法 (1) 根据力测量系统图F2-1连接好测量仪器 (2) 检查测量系统良好之后开机预热五分钟 (3) 调节系统零点输出电压小于10mv (4）将CS2092分析仪进入界面工作状态 下页上页返回图库实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法3. 实验方法 (5) 将各单项参数进行设定: F1 A.采样频率fn =10kHz500kHz B.采点数: n=200010000 C.采集预置点数:n=-1000 D.触发方式:采

3、用内触发;触发电压U=0.2V0.5V F2 采集电压量程+2V+5V F3 特征值点设为开状态 F4 屏拷比例1:1状态 下页上页返回图库实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法3. 实验方法 (6) 测量系统工作条件设定完毕,键入R由提示键入Y进入采集等待工作状态。 (7) 用小锤敲击力传感器,CS2092分析仪在被测信号触发后采集并显示测量信号波形。 (8) 当采集信号波形较好才可用,否则可在进行试验,使波形达到满意为止。 (9) 按下S键,打印采集数据和采集信号波形。 输入参数所用到的按键如图F2-2。下页上页返回图库实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法4. 实验结果的数据处理

4、 (1) 根据采集显示波形采用移动光标法测量以下数据 A. 测量波形周期 T: T=t/n s B. 测量波形峰值 A1,A2,A3,A4,A5. C. 测量波形超调量M% D. 测量波形峰值时间 Tp (2) 根据实验结果T,A1,A2,A3,值计算出,n,. (3) 确定力测量系统的动态数学模型表示式. (4) 检验回归结果.下页上页返回图库实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法5. 实验报告 (1) 给出实验测量结果. (2) 给出动态数学模型式. (3) 分析实验结果.6. 实验报告内容 (1) 测量参数：A. 测量波形周期时间:T=t/n s B. 测量波形峰值: A1, An

5、C. 测量波形超调量 D. 测量波形峰值时间: Tp E. 测量波形最大值Ym98%的时间：T2下页上页返回图库实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法 (2) 计算参数： A. =2/T= B. n=（2+a2）1/2= C. a=1/nTlnA1/An= D. =1/2nlnA1/An= E. %=Ym-y()/y()100%= F 阶跃信号作用下的传递函数表示式 W(s)= 2n/(s2+2ns+n2)下页上页返回图库实验一 测量系统动态响应数学模型的建立方法 (3) 二阶振荡系统数学模型表达式 (4) 检查数学模型回归效果的参数计算 A. ln%=-(1-2) B. Tp=/n(1-

6、2) (5) 分析实验结果下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验一力传感器静态标定实验与特性指标计算1. 实验目的 (1)掌握压力传感器静态标定方法； (2)学会标定数据处理及传感器特性指标计算； (3)掌握数据采集系统的组合方法。2. 实验要求 (1)了解压力传感器静态标定的组成及对各仪器设备的要求； (2)对标定数据用最小二乘法求解拟合方程并计算各特征指标；下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验 (3)了解压力传感器静态标定的作用及标定方法。3. 实验仪器设备 (1)应变式压力传感器ZQ-Y 1个 (2)三等活塞式压力计 1个 (3)放大

7、器3810型 1个 (4)DBK-V型多功能信号输入转接控制仪 1台 (5)A/D转换器SC-22 1个 (6)计算机 1台 (7)打印机 1台下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验4. 实验方法 (1)将压力传感器安装在活塞式压力计上,调整好压力计。 (2)若是校验压力传感器特性指标，按照测量系统图F2-3连接好测量仪器。 (3)打开电源，调节电压传感器10V，预热10分钟后即可实验。 (4)若是校验压力测量系统指标，按照测量系统图F2-4连接测量仪器。下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验4. 实验方法 (5)打开电源，测量仪器预热10分

8、钟之后，调节放大器倍数，在预压最大压力标定值的条件下，输出最大电压在1.5V3V之间，确定放大器的倍数挡位。 (6)给压力传感器预压三次，从零压力直接加压到标定最大值15 Mpa（20 MPa，25 MPa），然后降压至零，排除漏油故障及机械滞后误差。 (7)标定压力值按照压力传感器标定最大量程分为 五级：20%、40%、60%、80%、100%，逐级加压，然后再逐级降压到零，分别记录各加压、降压点输出数据（包括零压力输出值）。下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验4. 实验方法 (8)计算机采集标定数据之前，将教学软盘插入计算机驱动器输入GWBASIC工作程序。 (

9、9)输入压力标定程序YB1，即打入F3，A：YB1回车，标定程序调入计算机。 (10)打入F2运行程序，若需要改变标定压力点值，按照显示，中断运行，打入F1-修改语句号，调出修改语句，修改完毕回车，再次检查原程序打五F1，若无问题，可以使用。 (11)打入F2运行程序，按照显示提示，输入A/D板通道号，实验时间，回车，等待正式标定。下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验4. 实验方法 (12)标定系统准备完毕，按照第七条操作标定机，每标定一点，计算机打入一次回车，采集一次，再打入Y等待。连续操作一个标定循环。由计算机显示，需要处理标定结果时，就打入Y回车，标定结果自动

10、打印输出，不处理标定结果，就打入N回车。 (13)重复三次进行加压、降压循环，并记录全部数据，由计算机打印输出处理结果。下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验5. 数据处理与特性指标计算 (1)根据计算机采集标定数据平均值，填入实验报告中，并计算加压、降压各测量点的平均值及总平均值。 (2)用最小二乘法拟合线性方程，并计算各标定点对应的理论值。 (3)计算传感器特性指标非线性、滞后，重复性、灵敏度及总精度。下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验二. 推力测量系统标定1. 实验目的 (1)掌握力测量系统静态标定方法。 (2)了解推力测量系统标定

11、的作用。 (3)了解数据采集系统的组成、数据处理程序的编制方法及标定操作方法。2. 实验要求 (1)对推力测量系统进行标定时，同时用光线示波记录和计算机系统进行数据采集。 (2)了解提高标定精度的方法。下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验2. 实验要求 (3)对光线示波器记录的标定点输出曲线，分别处理标定系数、非线性误差（端值法）以更与计算机系统进行比较。3. 实验仪器设备 (1) 应变式推力传感器BHR-4 1个 (2) 三等标准测力计 1个 (3) 加力装置 1个 (4) 放大器3810 1个 (5) A/D转换器SC-22 1个 下页上页返回图库实验二 压力传

12、感器静态校准与推力测量系统标定实验3. 实验仪器设备 (6) 计算机 1台 (7) 光线示波器 SC-16 1台 (8) 打印机 1台4实验方法 (1)将被标定的推力传感器和测力计安装在装置上。 (2)按照图F2-5测量系统连接好测试仪器，经检查无误后，打开电源预热10分钟，然后使用。 (3)根据标定推力最大值，在满足记录要求的条件下，选择好放大器倍数档位。下页上页返回图库实验二 压力传感器静态校准与推力测量系统标定实验4实验方法 (4)调整光线示波记录振子位置。 (5)预压三次，检查标定系统是否良好。确定记录条件。 (6)根据标定最大推力值分为五级：20%、40%、60%、80%、100%逐

13、级加载，然后再逐级卸载到零，同时记采集各点输出值（含零点值）。下页上页返回图库实验三 动态信号数据采集与 信号处理原理实验1. 实验目的 (1) 了解数据采集测量系统的组成。 (2) 掌握数据采集程序的设计方法。 (3) 掌握采样定理的应用原理，采集频率的选择方法。 (4) 掌握数字滤波技术应用原理，设计方法。 (5) 了解数据采集测量系统的精度分析方法。2. 实验仪器设备 (1) 标准电压信号源 一台 (2) 噪声电压信号源 一台 (3) 正弦电压信号源 一台 下页上页返回图库实验三 动态信号数据采集与信号处理原理 实验2. 实验仪器设备 (4) 电压放大器 一台 (5) 数字电压表 一台

14、(6) 计算机 一台 (7) A/D转换器SC-22 一台 (8) 打印机 一台3. 实验内容 (1) 以SC-22 A/D转换器的接口采集程序为例。了解数据采集程序的设计思路。（程序名 SC-4C）下页上页返回图库实验三 动态信号数据采集与信号处理原理 实验3. 实验内容 (2) 以动标双压力实验采集程序为例，了解数据采集程序的设计方法。（程序名YJS2）。 (3) 输入不同的采集参数，分析采集处理数据的精度。 (4) 输入不同的标定参数，分析采集结果对测量精度的影响。 (5) 输入不同的参数，分析数字滤波程序的作用。4. 实验方法 (1) 根据数据采集系统中的A/D转换器使用程序的给定条件

15、，选用C语言编写采集程序，采集信号3路。下页上页返回图库实验三 动态信号数据采集与信号处理原理 实验4. 实验方法 (2) 上机调试程序采集标准信号显示采集处理结果。 (3) 将SC4C程序调出，打入F2输入采集参数：第一通道号3，采集通道个数，输入采集频率1KH10H，输入采点数2000，输入数据编号01，分析采集定理的应用。 (4) 将YJS2程序调出，打入F2运行采集程序，输入时间，编号：4，15，01回车，输入不同的标定系数：A：0.001，0.1，0.001，0.1；B：0.001，0.1，0.001，0.1；C：0.001，0.1，0.001，0.08，分析标定系数对处理数据精度的

16、影响。下页上页返回图库实验三 动态信号数据采集与信号处理原理 实验4. 实验方法 (5) 将SZLB203程序调出，打入F2运行采集程序，输入采集条件：A：4.15，01回车，B：0.001，0.1，0.001，输入不同的滤波参数，选择不同的滤波程序，分别显示出噪声信号的处理结果，分析数字滤波技术的应用方法，数字滤波程序的设计方法。5. 实验要求 (1) 掌握数据采集程序的设计方法。 (2) 掌握数字滤波程序的设计方法，使用方法。 (3) 掌握数据采样定理的使用方法，数据采集率的选择方法。下页上页返回图库实验三 动态信号数据采集与信号处理原理 实验5. 实验要求 (4) 掌握数据采集系统的精度

17、的分析方法，提高测量精度的方法。6. 实验测量系统图 如图F2-6所示。 (1) 标准正弦信号测量系统，分析采集的选择方法。 (2) 噪声信号测量系统，分析数字滤波程序的应用方法。 (3) 标准电压信号测量系统，分析标定系数对数据处理的影响。 下页上页返回图库实验三 动态信号数据采集与信号处理原理 实验7. 实验报告 (1) 根据数据采集正弦电压信号结果、分析采集频率不同与测量信号频率之间的关系。采样定理应用分析：采样频率的选择原则。 (2) 根据数据采集标准电压信号，分析输入不同的标定系数对测量数据处理精度的影响。数据采集测量系统精度分析：提高测试系统精度的方法。 (3) 根据数据采集噪声电

18、压信号波形，采用数字滤波程序后，分析采用数字滤波方法对测量数据处理精度的作用。数字滤波技术应用分析：数字滤波程序的使用方法，设计方法。下页上页返回图库实验三 动态信号数据采集与信号处理原理 实验7. 实验报告 (4) 数据采集程序的设计思路。 (5) 数字滤波程序的设计思路，计算方法的选择原则。 (6) 实验应用程序 A. 实验程序一、A/D转换器SC-22接口程序：SC4C B. 实验程序二、双压力试验采集程序名：YJS2 C. 实验程序三、双压力试验采集显示数字滤波处理 程序名：SZLB201，XALB203下页上页返回图库实验四 电阻应变式传感器特性实验1. 实验目的 (1)了解悬臂梁应

19、变传感器的应变片在直流电桥中的各种接法（单臂桥、半桥和全桥）。 (2)比较应变片在直流电桥中各种接法的灵敏度和非线性。2. 实验要求 (1)根据实验结果，按端值法求出拟合方程，并计算出各加载点对应的理论输出值Usci （对单臂桥、半桥和全桥分别进行计算）。 (2)求出悬臂梁应变传感器的应变片呈单臂桥、半桥下页上页返回图库实验四 电阻应变式传感器特性实验 和全桥连接时的非线性，电知输出灵敏度和电桥平均输出灵敏度。3. 实验装置及仪器 (1) WJ - I 型小位移检测特性试验仪 1套 (2) 试验装置 1台4. 实验方法与步骤 (1) 连接线路,线路连接如图F2-7所示。下页上页返回图库实验四

20、电阻应变式传感器特性实验 单臂桥接线法 A 接仪表输出信号源插孔 mA B 接电阻信号源 Usr Usc接数字万用表 1-2接应变片R 1-5，3-7，3-9短接 半桥接线法 A，B连接法不变（同前） 1-2接应变片R，1-4接应变片B 3-7，3-9短接下页上页返回图库实验四 电阻应变式传感器特性实验 全桥接线法 A，B连接法不变（同前） 1-2接应变片R1，1-4接应变片R2 3-4接应变片R3，2-3接应变片R4(2) 线路连接完毕，经检查无误后，打开电源预热10分钟。(3) 在进行单臂桥、半桥和全桥的加载试验之前，都应把电桥调平衡，即调节调零电位器使数字电压表显示为零。下页上页返回图库

21、实验四 电阻应变式传感器特性实验 (4) 在悬臂梁自由的砝码盘上加5块砝码（每块码重0.1 kg），使输入值小于200 mV,（若输出值大于200mV，逆时针调节仪表调满电位计，适当减小但不能调到底）。 (5) 分别进行单臂桥、半桥和全桥的性能实验，依次加砝码，记录不同载荷下的输出电压Usc 。重复进行二次，记入表格内。5计算步骤及公式 (1) 计算每个加载点的输出平均值Usc(AV) (2) 按端值法求出拟合方程，由拟合方程计算出各加载点对应的理论输出值Usc1 。下页上页返回图库实验四 电阻应变式传感器特性实验5计算步骤及公式 (3) 计算各加载点的线性差值L。 L=Usc1(AV)-Us

22、c1 (4) 计算非线性L L =Lmax/YF.S100% 式中 Lmax-各线性差值最大者 YF.S -满量程输出值 YF.S =USC(max)-USC(min)下页上页返回图库实验四 电阻应变式传感器特性实验5计算步骤及公式 (5)计算电桥输出灵敏度 Si Si =Usci/Fi 式中 Usci-第i个加载区间的输出变化量 Usci =Usci-Usc(i-1) Fi-第i个加载区间的输入变化量 Fi =Fi-Fi-16计算电桥平均输出灵敏度S(AV) S(AV) =Si/n n -加载区间的数目下页上页返回图库实验五 电感式传感器特性实验1. 实验目的 (1)了解电感式传感器的差动电

23、感和差动变压器的工作原理。 (2)了解电感式传感器的差动电感和差动变压器的输出特性。2. 实验要求 根据实验结果，分别绘出差动电感和差动变压器的输出特性曲线，并对实验结果进行分析。3. 实验装置和仪器 (1) WJ-I型小位移检测特性试验仪 1 套 (2) 试验装置 1 台下页上页返回图库实验五 电感式传感器特性实验 在实验装置上有一个龙门框架。框架上固定有精密螺旋测微器，精度可达0.01 mm，框架下固定有差动电感和差动变压器组件。当旋转螺旋测微器就可使其端部连接的铁芯发生位移。使线圈电感变化，通过检测线路转换为电压的变化。4实验方法及步骤 (1) 连接线路方法 差动变压器接线法 A 变压器

24、线圈与线路板按以下对应号连接如图F2-8所示下页上页返回图库实验五 电感式传感器特性实验4实验方法及步骤 B. 线路板上按以下对应号连接如图F2-9所示： C. 线路板与仪表的连接如图F2-10所示： 差动电源接线法，如图F2-11所示。 (2)线路连接完毕，经检查无误后，把仪表上电感振荡源频率调到1 kHz。打开电源预热10分钟，把输出电压调至5 V（允许 5 0.2 V），用数字电压表进行检查（注意：输出是交流值）。调完后将仪表输出仍接入线路板标号7若差动电感实验则接标号8）。下页上页返回图库实验五 电感式传感器特性实验4实验方法及步骤 (3)零点调节 把螺旋测微器调到12 mm（即处于中

25、间位置）。把线路板上调满电位器顺时针调到接近最大状态。调节滚花螺母，使铁心能上下移动，把铁心调动中间位置。铁心调到中间位置的标志是数字电压表上的显示为零。否则调节调零电位使之为零，并将滚花螺母固紧。 (4)进行电感传感器的支流输出特性实验 以螺旋测微器12 mm 刻度为零，在10 mm 范围内每变化2 mm为一点（即2 mm12 mm22 mm），逐点测量差动变压器和差动电感的输出，重复测量三次。记入实验报告表格内。取各点测量平均值，以铁心位移为横坐标，输出值为纵坐标绘图。下页上页返回图库实验五 电感式传感器特性实验4实验方法及步骤注意： 当试验输出信号大于 200 mV时，可以逆时针方向调节调满电位计，使满量程的输出值小于 200 mV，然后调节零点，重新进行实验。 在实验进行过程中，不准再调节调零电位器和调满电位器。下页上页返回图库实验六 温度变送器实验1. 实验目的 (1) 了解温度变送器的工作原理。 (2) 了解温度变送器的设计及调试方法。2. 工作原理 温度变送器的作用是把温度敏感元件(如热敏电阻、热 电偶等)所产生的微弱电信号，变换成工业控制系统中 通用的标准电