传感器和检测技术实验指导书

......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载传感器和检测技术试验指导书目录\l“_TOC_250029“第一章传感器试验仪使用说明 1\l“_TOC_250028“传感器系统试验箱的组成 1传感器 2\l“_TOC_250027“V9.0数据采集卡及处理软件 3\l“_TOC_250026“调整仪简介 4\l“_TOC_250025“温度源及温度把握原理简介 16\l“_TOC_250024“其次章传感器与检测技术试验 17\l“_TOC_250023“试验一应变片单臂特性试验 17\l“_TOC_250022“试验二应变片半桥特性试验 22\l“_TOC_250021“试验三应变片全桥特性试验 23\l“_TOC_250020“试验四应变片单臂、半桥、全桥特性比较 24\l“_TOC_250019“试验五应变直流全桥的应用—电子秤试验 25\l“_TOC_250018“试验六压阻式压力传感器的压力测量试验 27\l“_TOC_250017“试验七 差动变压器的性能试验 29\l“_TOC_250016“试验八鼓舞频率对差动变压器特性的影响 32\l“_TOC_250015“试验九差动变压器零点剩余电压补偿试验 33\l“_TOC_250014“试验十差动变压器测位移试验 34\l“_TOC_250013“试验十一差动变压器的应用—振动测量试验 36\l“_TOC_250012“试验十二电涡流传感器位移特性试验 38\l“_TOC_250011“试验十三被测体材质对电涡流传感器特性影响 41\l“_TOC_250010“试验十四被测风光积大小对电涡流传感器的特性影响试验 42\l“_TOC_250009“试验十五电涡流传感器测振动试验 42\l“_TOC_250008“试验十六K热电偶测温特性试验 43\l“_TOC_250007“试验十七Pt100铂电阻(热电阻)测温特性试验 49\l“_TOC_250006“试验十八线性霍尔式传感器位移特性试验 54\l“_TOC_250005“试验十九开关式霍尔传感器测转速试验 57\l“_TOC_250004“试验二十磁电式传感器测转速试验 58\l“_TOC_250003“试验二十一光电传感器测转速试验 60\l“_TOC_250002“试验二十二光纤传感器的位移特性试验 61\l“_TOC_250001“试验二十三气敏传感器试验 63\l“_TOC_250000“试验二十四湿敏传感器试验 65传感器系统试验箱的组成CSY-XS传感器试验箱平面图如图1.1所示：主要由机头、主板、信号源、传感器、数据采集卡、PC接口、软件等各局部组成。1、机头

图1.1 CSY-XS传感器试验箱平面图由应变梁(含应变片、PNNTCRT热敏电阻、加热器等)；振动源(振动台)；升降调整杆；测微头和传感器的安装架(静态位移安装架)；传感器输入插座；光纤座及温度源等组成。2、主板局部(F/V表)单元；音频振荡器〔1KHz～10KHz〕和低振荡器(1Hz～30Hz定的±15V、＋5V、±4V、＋1.2V～＋12V可调等)；数据采集和RS232PC接口单元；传感器的输出口单元；转动源单元；各种传感器的调理电路单元。3、信号源1〕15℃〔可调；振动源1Hz～30Hz；转动源0～2400r/min4、传感器：1.2传感器〔共十九种传感器〕5、数据采集卡及处理软件：1.3V9.06、试验箱：供电：AC220V50Hz功率0.2kW515×420×185(mm)。1.2传感器序号传感器名称1.1传感器表量程线性备注1电阻应变式传感器0～200g±1%350Ω2集中硅压力传感器4～20kpa±1%3差动变压器±4mm±2%5～10Ω4电容式传感器±2.5mm±3%5霍尔式位移传感器±2mm±3%6霍尔式转速传感器2400/分±0.5%7磁电式传感器2400/分±0.5%8压电式传感器9电涡流位移传感器1mm±2%10光纤位移传感器1mm±5%11光电转速传感器2400±0.5%12集成温度传感器常温～120℃±4%13Pt100常温～150℃±4%三线制14K常温～150℃±4%15气敏传感器50～2023PPm对酒清敏感16湿敏传感器10～95%RH17PN18NTC20℃10K19E......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载V9.0数据采集卡及处理软件数据采集卡及处理软件：V9.0版V9.0版数据采集卡是在原V8.0系统所配的采集卡动态范围太小，区分率和精度过低的缺点，V9.0版承受了工业级的解决方案，到达了很高的测量精度和动态范围，接口局部承受RS-232/USB接口，便利用户的实际使用。该采集卡能完全满足试验的要求。1、接口标准：RS-232/USB1、接口标准：RS-232/USB2、A/D：12384、采样：同步、异步5、触发方式：软触发、硬触发6、采样频率：100KHz(分档可选)7、测量误差：0.2mv815V9、支持电压、电流信号直接输入，无需配备转换器10、可以扩大D/A通道 图1.2虚拟示波器界面11、环境：windows98/2023/xp12、软件：配备传感器综合试验系统成套试验软件包及高联虚拟仪器软件包(如虚拟示波1.2虚拟软件：V9.0版本软件是和V9.0采集卡配套使用，以RS-232/USB进展通讯，承受RS-232/USB议，是一个高效、实时的数据采集系统。该采集系统可单独对外部信号进展采集，也可和CSY9.0CSY系统需求操作系统：Windows98SE/Me/2023/XP2.IntelPentiumⅢ500MHzAMDAthlon700MHz3.128Mb4.400MB5.RS-232/USB6.4倍速或以上的CD-ROM调整仪简介主板中所装的调整仪为人工智能调整仪PID调整及参数自整定功能的先进把握算法。可以万能输入(通过设置输入规格可变为热电阻、热电偶、SSR～10mA或～20mA调整仪面板说明调整仪的面板上有PVSV341.3仪表上电后，上显示窗口显示测量值P，下显示窗口显示给定值S下，SV1、输入的测量信号超出量程〔因传感器规格设置错误、输入断线或短路均可能引起〕orAoutL定义的值上。2、有报警发生时，可分别显示“ALMALM“Hy-”或“Hy-”,分别表示发生了上限报警、下限报警、正偏差报警和负偏差报警。报警闪动的功能是可以关闭的〔参看AL-P参数的设置，将报警作为把握时，可关闭报警字符闪动功能以避开过多的闪动。3LEDOUT输出指示灯：输出指示灯在线性电流输出时通过亮/暗变化反映输出电流的大小，〔继电器、固态继电器及可控硅过零触发输出〕时，通过闪动时间比例反映输出大小。......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载ALM指示灯：当ALM1AT灯：自整定工作灯(兼手动指示灯)。1.3调整仪面板图面板中：1、PV——测量值显示窗2、SV——给定值显示窗 3、AT——自整定灯(兼手动指示灯)6、SET——功能键7、——数据移位键(不制止手动操作时兼手动／自动切换)、ALM——ALM16、SET——功能键7、——数据移位键(不制止手动操作时兼手动／自动切换)8、▼——数据削减键 9、▲——数据增加键功能及设置〔一〕内部菜单1.4〔二〕根本使用操作1、显示切换：按SET键可以切换不同的显示状态。修改数据：假设参数锁没有锁上，A/M键来修改。例如：需要设置给定◄、▼或▲键来修改给定值。仪表同时具▼▲数点同时闪动〔如同光标/削减数值，并且速度会随小数点会右移自动加快〔3。而按◄键则可直接移动修改数据的位置(光标),操作快捷。1.4内部菜单2手动/自动切换SET“A后面数据表示百分比输出功率)。在不制止手动操作时按◄〔A/M〕键，可以使仪表在自动及“MA-’参数设置〔详见后文，也可使仪表不允许由面板按键操作来切换至手动状态，以防止误入手动状态。3、设置参数：按SET3SET键，仪表将依次显示各参数，例如上限报警值ALM1、参数锁LocK锁上参数锁的仪表，只消灭操作工需要用到的参数〔现场参数。用▼、▲、◄〔A/M〕等键可修改参数值。按◄〔A/M〕键并保持不放，再按▼键可返回显示上一参数。先按◄〔A/M〕......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载键不放接着再按SET键可退出设置参数状态。假设没有按键操作，约30秒钟后会自动退出〔后文介绍EP〔可由用户定义的，工作现场常常需要使用的参数及程序能看到LocK参数显示出来。〔三〕自整定〔AT〕操作I、P、d等把握参数。初次启动自整定时，可将仪表切换到正常显示状态下，按◄〔A/M〕2交替显示“At”2-3I、P、d◄〔A/M〕2钞钟，使“At”字样消逝即可。视不同系统，自整定需要的时间可从数秒至数小时不等。仪表在自At设置为〔出厂时为或4〔A/〕果今后还要启动自整定时，可以用将参数At2〔参见后文“参数功能”说明。系统在不同给定值下整定得出的参数值不完全一样，执行自整定功能前，应先将给定的最大值上，再执行启动自整定的操作功能。参数t〔把握周期〕及Hy〔回差〕的设置，对2但Hy值假设过小，则仪表可能因输入波动而在给定值四周引起位式调整的误动作，这样反而可能整定出彻底错误的参数。推举t=0-2，Hy=0.3。手动自整定：outL及outH+10%及-10%的范围而不是outLoutH化现象。此外，当被控物理量响应快速时，手动自整定方式能获得更准确的自整定结果。(四)参数功能说明仪表通过参数来定义仪表的输入、输出、报警及把握方式，仪表功能参数表如表1.2所示。参数参数代号 含义

1.2仪表功能参数表说 明 设置范围上限 测量值大于ALM1+Hy值时仪表将产生上限报警。测量值小ALM1 于ALM1-Hy值时，仪表将解除上限报警。设置ALM1到其最大值报警 〔9999〕可避开产生报警作用。当测量值小于ALM2-Hy时产生下限报警，当测量值大于

-1999-+99991定义单位下限ALM2 ALM2+Hy时下限报警解除。设置ALM2到最小值〔-1999〕可避开 同上报警正偏Hy-1 差报警负偏Hy-2 差报警

产生报警作用。承受人工智能调整时，当偏差〔测量值PV减给定值SV〕大于Hy-1+Hy时产生正偏差报警当偏差小于Hy-1-Hy时正偏差报警 解除。设置Hy-1=9999〔温度实为999.9℃〕时,正偏差报警功 或能被取消。 0-999承受位式调整时则Hy-1和Hy-2分别作为其次个上限和下限确定值1报警。承受人工智能调整时，当负偏差〔给定值SV减测量值PV〕大Hy-2+HyHy-2-Hy同上Hy-2=9999〔温度实为999.9℃〕时，负偏差报警功能取消。回差用于避开因测量输入值波动而导致位式调整频繁通断或报警频繁产生/解除。例如：Hy参数对上限报警把握的影响如下，假定上限报警参ALM1800℃，Hy2.0℃:仪表在正常状态,当测量温度值大于802℃时(ALM1+Hy)时,才进入上限报警状态.仪表在上限报警状态时,则当测量温度值小于 798℃(ALM1-Hy)时,仪表才解除报警状态。又如：仪表在承受位式调整或自整定时，假定给定值SV为700℃，Hy0.5℃,以反作用调整(加热把握为例)。回差 〔1〕输出在接通状态时当测量温度值大于700.5℃时(SV+Hy)〔死关断。Hy滞 〔2〕输出在关断状态时，则当测量温度小于699.5℃(SV-Hy)〕 时,才重接通进展加热。对承受位式调整而言，Hy值越大，通断周期越长，把握精度越低。反之，Hy值越小，通断周期越短，把握精度越高，但简洁因输入波动而产生误动作，使继电器或接触器等机械开关寿命降低。Hy参数对人工智能调整没有影响。但自整定参数时，由于也HyHy整定精度越高，但应避开测量值因受干扰跳动造成误动作。如果测量值数字跳动过大，应先加大数字滤波参数FILt值，使得2-5个数字，然后可将Hy瞬间跳动值为佳。

0-2000或0-2001At 把握 At=承受位式调整ON-OF只适合要求不高的场合进展把握时 0-3方式 承受。At=1，承受人工智能调整/PID调整，该设置下，允许从面板启动执行自整定功能。At=2，启动自整定参数功能，自整定完毕后会自动设置为34。At=3，承受人工智能调整，自整定完毕后，仪表自动进入该设置，该设置下不允许从面板启动自整定参数功自整定。I、P、d、t等参数为人工智能调整算法的把握参数，对位式调整方式AT=0时度的把握难度较大，应用也最广泛，故以温度为例介绍参数定义。I定义为输出值变化时，把握对象根本稳定后测量值的差值。同一系统的I参数一般会随测量值有所变化，应取工作点四周为准。例如某电炉温度把握，工作点为700℃，为找出最正确I值，假保持定输出保持为5070055%I参数 输出时电炉温度最终稳定在750℃左右则最正确参数值可按以下公式计算：I=750-700=50.0(℃)

0-999或0-99991IPIDII〔积分时间增加。设置I=0时，系统取消积分作用及人工智能调整功能，调整局部成为一个比例微分P〕调整器，这时仪表可在串级调整中作为副调整器使用。P与每秒内仪表输出变化100%时测量值对应变化的大小成反比，当AT=13P=1000〔0.11单位〕速率P 参数P=1000÷10=100PPID,P微分作用成正比增加，而P值越小，比例、微分作用相应减弱。PP=0P=0.5。对于工业把握而言，被控系统的滞后效应是影响把握效果的主要因素，系统滞后时间越大，要获得抱负的把握效果就越困dPID的的重要参数，XMD808d参数来进展一些模滞后d 糊规章运算，以便能较完善地解决超调现象及振荡现象，同时时间使把握响应速度最正确。dddd越小，则

1-99990-2023比例和积分作用均成正比增加，而微分作用相对减小，但整体反响作用增加；反之，d越大，则比例和积分作用均减弱，而微分作用相对增加。此外d还影响超调抑制功能的发挥，其设置对把握效果影响很大。假设设置d≤t时，系统的微分作用被取消。t0.5-125(00.5表运算调整的快慢。t值越大，比例作用增加，微分作用减弱。t值越小，则比例作用减弱，微分作用增加。t5秒时，则微分作用被完全取消，系统成为比例或比例积分调整。t1/5时间D100t0.510。T确定的原则如下：用时间比例方式输出时，假设承受SSR〔固态继电器〕输出 或可t周期 控硅作输出执行器件把握周期可取短一〔一般为0.5-2秒，可提高把握精度。用继电器开关输出时，短的把握周期会相应缩短机械开关的寿命，此时一般设置t4命越长，但太大将使把握精度降低，应依据需要选择一个能二者兼顾的值。当仪表输出为线性电流或位置比例输出〔直接把握阀门电机正、反转〕时，t精度，但由此可能导致输出电流变化频繁。Sn输入规格SnSn输入规格Sn输入规格0K1S2WRe3T4E5J6B7N8-9特别热电偶备用10用户指定的扩大输入规格11-19特别热电偶备用20CU5021PT10022-25特别热电阻备用260-80270-400280-20mV290-100mV300-60mV310-1V(0-500mV)1-5V320.2-1V334-20mA340-5V35 -20-+20mV(0-10V)36-100-+100mV 或2-20V37 -5V-+5V(0-50V)输入Sn规格

0-1250-37注：Sn=10时,承受外局部度号扩展.小数dP 点位置

线性输入时：定义小数点位置，以协作用户习惯的显示数值。dP=0,显示格式为0000，不显示小数点。dP=1，000.0,小数点在十位.dP=200.00,小数点在百位.dP=30.000,小数点在千位.dPdP=0,温度显示区分率为1℃(内部维持0.1℃区分率用于把握运算).dP=1,温度显示区分率为0.1℃(1000℃以上自动转为1℃区分率).转变小数点位置参数的设置只影响显示,对测量精度及把握精度均不产生影响.

0-3P-SL

用于定义线性输入信号下限刻度值,对外给定、变送输出显示。例如在承受压力变送器将压力〔也可是温度、流量、湿度等输入其他物理量1-5V〔4-20mA下限接250〕中。对于1V0，5V显示力为1mPa，期望仪表显示区分率为0.001mPa.则参数设置如下:值Sn=331-5VdP=30.000P-SL=0.0001VP-SH=1.0005V

-1999～+99991定义单位P-SH上限 用于定义线性输入信号上限刻度值,与P-SL协作使用. 同上示Pb参数用于对输入进展平移修正.以补偿传感器信号本身的误差,对于热电偶信号而言,当仪表冷端自动补偿存在误差时,也主输可利用Pb,Pb设置入平Pb 0.0℃时,仪表测定温度为500.0℃,则当仪表Pb10.0移修时,则仪表显示测定温度为510.0℃。仪表出厂时都进展内部校正Pb0.该参数仅当用户认为测量需要重校正时才进展调整。oP-A表示主输出信号的方式,主输出上安装的模块类型应当相全都.oP-A=0,主输出为时间比例输出方式(用人工智能调整)或位

-1999～+40000.1℃1义单位oP-A

输出式方式(用位式调整),当主模块上安装SSR电压输出或继电器触方式 点开关〔常开常闭〕输出，应用此方式。oP-A=1,任意规格线性电流连续输出,主输出模块上安装线性电流输出模块。oP-A=2,时间比例输出方式。

0-2输出outL下限

通常作为限制调整输出最小值。

0-110%outH

输出上限 限制调整输出最大值。AL-P参数用于定义ALM1ALM2Hy-1Hy-2报警功能的输出位置，它由以下公式定义其功能：AL-P=A×1+B×2+C×4+D×8+E×16A=01A=12输出。

0-110%报警AL-P输出定义系统CooL功能选择

B=01B=12输出。C=01C=12D=01D=12E=0时报警时在下显示器交替显示报警符号，如ALM1、ALM2等。例如：要求上限报警由报警2继电器输出，下限报警、正偏差报警及负偏差报警由报警1输出，报警时在下显示器不显示报警符号，则由上得出：A=1、B=0、C=0、D=0、E=1，则应设置参数AL-P=1×1+0×2+0×4+0×8+1×16=17CooLCooL=A×1+B×2A=0，为反作用调整方式，输入增大时，输出趋向减小如加热把握；A=1，为正作用调整方式，输入增大时，输出趋向增大如致冷把握。B=0/给定值修改免除报警功能；B=1/给定值修改免除报警功〔具体说明见后文表达。

0-310-7Addr

当仪表安装RS485,bAud300-19200通讯之间),Addr0-100。在地址同一条通讯线路上的仪表应分别设置一个不同的Addr互区分。

0-100通讯bAud波特率

当仪表具有通讯接口时，bAud参数定义通讯波特率，可定义范围是300-19200bit/s(19.2K).仪表内部具有一个取中间值滤波和一个一阶积分数字滤波系统,取值滤波为3个连续值取中间值,积分滤波和电子线路中的输入可承受数字滤波将其平滑。FILt0-20，0FILt数字滤波，1只有取中间值滤波，2-20同时有取中间值滤波和积分滤波 滤波。FILt越大，测量值越稳定，但响应也越慢。一般在测量受到较大干扰时，可逐步增大FILt值，调整使测量值瞬间跳动小于2-5个字。在试验室对仪表进展计量检定时，则应将FILt01A-M/手开工作状态。A-M=0，手动调整状态。A-M=1，自动调整状态。

0-20运行A-M A-M=2，自动调整状态，并且制止手动操作。不需要手动功状态能时，该功能可防止因误操作而进入手动状态。RS485A-M方式用计算机〔上位机〕实现仪表的手动/自动切换操作。仪表当LocK8080-8〔由EP1-EP8〕及LocKLocK=808LocK设置LocK808重要操参数。如下：LocK=0,允许修改现场参数、给定值。LocK=1，可显示查看现场参数，不允许修改，但允许设置给定值。参数 LocK=2，可显示查看现场参数，不允许修改，也不允许设置给定LocK修改值。级别 LocK=808，可设置全部参数及给定值。留意:808是XMT808系列仪表的设置密码，仪表使用时应设置其它值以保持参数不被任凭修改。同时应加强生产治理，避开任凭地操作仪表。假设LocK锁后〔LocK=0〕要返回重设置全部参数，可将仪表断电SETLocKSETLocK808LocK808，可临LocK0，开锁后在参数表808，等于长期开锁。

0-9999当仪表的设置完成后，大多数参数将不再需要现场工人进当仪表的设置完成后，大多数参数将不再需要现场工人进行设置。并且，现场操作工对很多参数也可能不理解，并且可能发生误操作将参数设置为错误的数值而使得仪表无法正常工作。现场EP1- EP1-EP81-8参数EP8 用。其参数值是EP参数本身外其它参数，如ALM1、ALM2……等定义参数。当LocK=0、1、2等值时，只有被定义到的参数才能被显示，其它参数不能被显示及修改。该功能可加快修改参数的速度，又能避开重要参数〔如输入、输出参数〕不被误修改。8〔有时甚至没有EP1-EP8没用到的第一个参数定义为nonE。例如：某仪表现场常要修改ALM1〔上限报警、ALM2〔下限报警〕两个参数，可将EP参数设置如下：Loc=0、EP1=ALM1、EP2=ALM2、EP3=nonE假设仪表调试完成后并不需要现场参数，此时可将EP1参数值设置为nonE。(五)局部功能的补充说明1〔oP-A=1〕输出上限及输出下限定义仪表的电流输出规格0-22mA0-10mA输出则设置outL=0,outH=100(单位0.1mA4-20mA设置为outL=40,outH=2002-8mAoutL=20,outH=80outLoutH才能有有效的输出。2、时间比例输出〔oP-A=2；oP-A=0继电器输出或SSR〕时间比例输出是通过调整一个固定的时间内继电器在通断比例〔或SSR电压输出凹凸比例〕等来实现输出大小变化的。时间比例输出可看成一个方波，其周期等于把握周期t,0%-100OutL及OutH来限制时间比例输出值的范围。例如：当用户需要将输出限制在20-60%之间时，可设置outL=20，OutH=60即可。通常状况下，时间比例输出时，设置outL=0，outH=100，则没有输出限制。注：当oP-A=2时，无法使用报警输出。(六)智能调整仪把握温度、电机转速的快速操作指南1、给定目标值设置：先按▼键，光标在最末位闪耀，接着按◄、▼、▲键设置给定值。如40ºC等。2SET3秒，仪器重进入参数设置状态，PV窗显示参数代号如：ALM1等，按◄、▼、▲键为调整参数值键，使SV窗显示要设定的参数值，如65ºC等。返回显示上一参数的设置，先按◄〔A/M〕键保持不放，再按▼键可返回显示上一参数。3◄〔A/M〕键不放接着再按SET键可退出参数设置状态。处于温度或速度显示状态。温度把握仪表参数设置表参数代号 参数含义设定值转速把握仪表参数设置表参数代号 参数含义设定值ALM1 上限报警60ºCALM1 上限报警9999ALM2 下限报警25ºCALM2 下限报警-1999HY-1 正偏差报警9999HY-1 正偏差报警9999HY-2 负偏差报警9999HY-2 负偏差报警9999HY 回差()00HY 回差(死区、滞环)0AT 把握方式PID1AT 把握方式PID1I 保持参数(积分)300I 保持参数(积分)5170P 速率参数(比例)350P 速率参数(比例)0D 滞后时间(微分)153D 滞后时间(微分)30t 输出周期1t 输出周期11Sn 输入规格/Pt10021Sn 输入规格/1-5v33dP 小数点位置1dP 小数点位置0P-SL 输入下限显示值0P-SL 输入下限显示值500P-SH 输入上限显示值100P-SH 输入上限显示值2500Pb 主输入平移修正0Pb 主输入平移修正0oP-A 输出方式/SSR0oP-A 输出方式/线性电流连续输出1outL 输出下限0outL 输出下限0outH 输出上限100outH 输出上限100AL-P 报警定义17AL-P 报警定义17COOL 系统功能选择2COOL 系统功能选择0Addr 通讯地址/1-1001Addr 通讯地址/1-1001bAud 通讯波特率9600bAud 通讯波特率9600FILT 输入数字滤波1FILT 输入数字滤波1/取中间值/取中间值A-M 运行状态及2〔自动A-M 运行状态及2〔自动控上电信号处理把握〕上电信号处理制〕Lock 参数修改级别808Lock 参数修改级别808EP1-EP8 现场参数定义None不修改，按SET8次EP1-EP8 现场参数定义None8次......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载温度源及温度把握原理简介温度源简介1.5仪的工作传感器Pt100的插孔，去把握温度源的温度；另一个是温度试验传感器的插孔；使用温度源时先将调整仪的工作传感器Pt100将调整仪电源开关翻开(o为关，-为开)。从安全性、经济性即具有高的性价比考虑，而且不影响学生把握原理的前提下温度源设计温度＜120℃。温度把握原理

1.5温度加热源示意图温度源的温度把握原理框图如图1.6Pt100热电阻(温度传感器)的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的反响信号输给智能调整仪，经智能调整仪的电阻--电压转换后与温度设定值比较再进展数字PID运算输出调压模块(或固态继电器)触发信号(加热)或继电器触发信号(冷却)，使温度源的温度趋近温度设定值。1.6、温度把握原理框图一、试验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并把握应变片测量电路。二、根本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应，将工程构造件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过确定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步将电阻的转变转换成电压或电流信号输出。可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用格外广泛。1．箔式应变片的根本构造0.025mm左右的金属丝1—1所示。丝式应变片 (b)箔式应变片图1—1应变片构造图金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，与丝式应变片工作原理一样。电阻丝在外力作用下发生气械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。测量电路......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载为了将电阻应变式传感器的电阻变化转换成电压或电流信号，在应用中一般承受电桥电路作为其测量电路。电桥电路具有构造简洁、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。能较好地满足各种应变测量要求，因此在应变测量中得到了广泛的应用。电桥电路按其工作方式分有单臂、双臂和全桥三种，单臂工作输出信号最小、线性、稳定性较差；双臂输出是单臂的两倍，性能比单臂有所改善；全桥工作时的输出是单臂时的四倍，性能最好。因此，为了得到较大的输出电压或电流信号一般都承受双臂或全桥工作。根本电路如图—2〔a〔b〔〕所示。〔a〕单臂 〔b〕半桥 图1—2应变片测量电路〔a〕单臂Uo＝U①－U③＝〔(R4＋△R4)／(R4＋△R4＋R3)－R1／(R1＋R2)〕E＝R＋R〔4＋R〕－13R＋△〔3R＋△R〔1R2ER1＝R2＝R3＝R4，且△R4／R4＝ΔR／R＜＜1，ΔR／R＝Kε。Uo≈(1／4)(△R4／R4)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)KεE双臂(半桥)同理:Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE(C)全桥同理:Uo≈(△R／R)E＝KεE3．箔式应变片单臂电桥试验原理图1—3应变片单臂电桥试验原理图图中R1、R2、R3350Ω固定电阻，R4为应变片；W1r组成电桥调平衡网络，供桥电源直流±4V。桥路输出电压Uo≈(1／4)(△R4／R4)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)KεE。三、需用器件与单元机头中的应变梁、振动台；主板中的箔式应变片、电桥、±4V电源、差动放大器、F/V电压表、砝码；312

位数显万用表。生疏需用器件与单元在传感器箱中机头与主板的布置位置。1．生疏需用器件与单元在传感器箱中机头与主板的布置位置。1．1—4⑴菱形虚框为无实体的电桥模型(为试验者组桥参考而设，无其它实际意义)。⑵R1=R2=R3=350Ω备的其它桥臂电阻。⑶W1电位器、rW2电位器、C容为电桥沟通调整平衡网络。1—4电桥单元21—5图中左图是原理图。其中IC1-1AD620IC1-2五、试验步骤：

1—5差动放大器原理与面板图在应变梁自然状态〔不受力〕312

位数显万用表2kΩ电阻档测量全部应变片阻值；在应变梁受力状态〔用手压、提振动台〕的状况下，测应变片阻值，观看一下应变片阻值421—61—61—7〔13F／V到2V档，合上试验箱主电源开关，将差动放大器的拨动开关拨到“开”位置，将差动放大器的增差动放大器的零点调整完成，关闭主电源。拆去短接线。1—7差放调零接线图应变片单臂电桥特性试验4R1、R2、R3组成电桥电路，电桥的一对角接±4V直流电源，另一对角作为电桥W1电位器、r电阻直流调整平衡网络接入电桥中(W1电位器二固定端接电桥的±4VW1r1—8131—8应变片单臂电桥特性试验接线示意图W100(有小的起始电压也无所谓，不影响应变片特性与试验)。⑶在应变梁的振动台中心点上放置一只砝码(20g／只)，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，登记试验数据填入表1-1。重量(g)2040重量(g)20406080100120140160180200(mV)⑷依据表1S＝ΔV/ΔW〔ΔVΔW〕和非线性误差δ，δ=Δm/yFS×100％式中Δm〔屡次测量时为平均值与拟合直线的最大偏差：yFS200g。试验完毕，关闭电源。六、思考题ΔRΔV依据图1-8(是拉?还是压?)?一、试验目的：了解应变片半桥〔双臂〕工作特点及性能。应变片根本原理参阅试验一。应变片半桥特性试验原理如图2—1所示。不同受力方向的两片应变片〔上、下二片梁的应变片应力方向不同〕接入电桥作为邻边，输出灵敏度提高，非线性得到改善。其桥路输出电压Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE。三、需用器件与单元

2—1应变片半桥特性试验原理图机头中的应变梁、振动台；主板中的箔式应变片、电桥、±4V电源、差动放大器、F/V电压表、砝码。四、试验步骤2—2R1、R2与相邻的二片应变片组成电桥电路外。试验步骤和试验数据处理方法与试验一完全一样。试验完毕，关闭电源〔12〕五、思考题

2—2应变式传感器半桥接线示意图半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应接在〔〕〔2〕么?一、试验目的：了解应变片全桥工作特点及性能。应变片根本原理参阅试验一。应变片全桥特性试验原理如图3—1所示。应变片全桥测量电路中，将受力方向一样的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应RR＝3R41＝2＝R＝Δ4U≈△R／R)E＝KεE。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。三、需用器件和单元：机头中的应变梁、振动台；主板中的箔式应变片、电桥、±4V电源、差动放大器、F/V电压表、砝码。四、试验步骤：3—2差动放大器、F/V电压表、砝码。四、试验步骤：3—2电桥电路外。试验步骤和试验数据处理方法与试验一完全一样。试验完毕，关闭电〔12〕3—2应变片全桥特性试验接线示意图五、思考题：应变片组桥时应留意什么问题?试验四应变片单臂、半桥、全桥特性比较一、试验目的：比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。二、根本原理：如图4〔ab〔〕为出电压分别为：单臂Uo＝U①－U③＝〔(R4＋△R4)／(R4＋△R4＋R3)－R1／(R1＋R2)〕E＝R＋R〔4＋R〕－13R＋△〔3R＋△R〔1R2ER1＝R2＝R3＝R4，且△R4／R4＝ΔR／R＜＜1，ΔR／R＝Kε。则Uo≈(1／4)(△R4／R4)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)KεE(b)、双臂(半桥)同理:Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE(C)、全桥同理:Uo≈(△R／R)E＝KεE〔a〕单臂 〔b〕半桥 〔c〕全桥图4应变测量电路三、需用器件与单元：机头中的应变梁、振动台；主板中的箔式应变片、电桥、±4V电源、差动放大器、F/V电压表、砝码。四、试验步骤：依据试验一、二、三所得的结果进展单臂、半桥和全桥输出的灵敏度和非线性度分析比较〔留意：试验一、二、三中的放大器增益必需一样。试验完毕，关闭电源。试验五应变直流全桥的应用—电子秤试验一、试验目的：了解应变直流全桥的应用及电路的标定。二、根本原理：常用的称重传感器就是应用了箔式应变片及其全桥测量电路。数字电子秤试验原理如图5—1。本试验只做放大器输出Vo试验，通过对电路的标定使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲〔V〕改为重量量纲〔g〕即成为一台原始电子秤。5—1数字电子称原理框图三、需用器件与单元：机头中的应变梁、振动台；主板中的箔式应变片、电桥、±4V电源、差动放大器、F/V四、试验步骤：5—2示意接线。将F／V2V合上试验箱主电源开关，将差动放大器的拨动开关拨到“开”位置，将差动放大器的增益电位器按顺时针方向轻轻转到底后再逆向回转半圈，调整调零电位器，使数显表显示0.000V。差动放大器的零点调整完成，关闭主电源。5—2差放调零接线图按图5—3接线，检查接线无误后合上主电源开关。在振动台无砝码时，调整电桥中的W1电位器，使数显表显示为0.000。将10只砝码全部置于振动台上〔尽量放在中心点放大器的增益电位器，使数显表显示为0.200V(2V0.200V〔14〕5—30.000V则调整差动放大器的调零电位器使数显表显示为0.000。再将10只砝码全部置于振动台上〔尽量放在中心点，调整差动放大器0.200V(2V－0.200V。3步骤的标定过程，始终到准确为止，把电压量纲V改为重量纲g，就可以称重，成为一台原始的电子秤。把砝码依次放在托盘上，并依次记录重量和电压数据填入下表5。依据数据画出试验曲线，计算误差与线性度。重量(g)020 4060重量(g)020 406080100120140160180200电压(mV)在振动台上放上笔、钥匙之类的小东西称一下重量。试验完毕，关闭电源。一、试验目的：了解集中硅压阻式压力传感器测量压力的原理和标定方法。二、根本原理：集中硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应，在半导体受力变形时会临时转变晶体构造的对称性，因而转变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀集中出多个半导体电阻应变薄膜〔集中出敏感栅〕组成电桥。在压力〔压强〕作用下弹性元件产生应力，半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大变化，引起电阻的变6—1为压阻式压力传感器压力测量试验原理图。6—1压阻式压力传感器压力测量试验原理铜三通、手捏气泵、压力表；主板中的F／V+4V四、试验步骤：6—2在主板上按图—3〔留意：压阻的电源端VS与输出端o不能接错，将／V表量程切换开关切到2V“开”位置。将差动放大器的增益电位器按顺时针方向轻轻转到底后再逆向回转半圈，调整调零电位器，使电压表显示电压为零〔接7根线〕3．锁紧手捏气泵的单向阀，认真地反复手捏(留意：用力不要过大)气泵并同时观看4Kpa左右时调整差动放大器的调零电位器，使电压表显示为相应的0.4V左右。再认真地反复手捏气泵压力上升到20Kpa左右时调整差动放大器的增益电位器，使电压表相2.0V4Kpa差动放大器的调零电位器，使电压表显示为相应的0.400V。再认真地反复手捏气泵压力上升到20Kpa2.0V。44～20KPa1KPa6。图6—2 压阻式压力传感器测压试验安装图图6—3 压阻式压力传感器测压试验接线图P(KPa)45 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20P(KPa)45 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Vo(p-p)画出试验曲线计算本系统的灵敏度和非线性误差。试验完毕，关闭全部电源。试验七 差动变压器的性能试验一、试验目的：了解差动变压器的工作原理和特性。二、根本原理：差动变压器的工作原理类似变压器的工作原理。差动变压器的构造如图7—112、34一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随被测位移转变而变化。由于把二个二次绕组反向串接〔同名端相接常简称差动变压器。〔路如图7—2所示。图中U1为一次绕组鼓舞电压；M1、M2分别为一次绕组与两个二次绕组间的互感：L1、R1分别为一次绕组的电感和有效电阻；L21、L22分别为两个二次绕组的电感；R21、R22分别为两个二次绕组的有效电阻。对于差动变压器，当衔铁处于中间位置时，图7—1差动变压器的构造示意 差动变压器的等效电路图所以差动输出电动势为零。当衔铁移向二次绕组L21，这时互感M1大，M2小，因而二次绕组L21内感应电动势大于二次绕组L22内感应电动势，这时差动输出电动势不为零。在传感器的量程内，衔铁位移越大，差动输出电动势就越大。同样道理，当衔铁向二次绕组L22一边移动差动输出电动势仍不为零，但由于移动方向转变，所以输出电动势反相。因此通过差动变压器输出电动势的大小和相位可以知道衔铁位移量的大小和方向。7—3所示.图中E21、E22分别为两个二次绕组的输出感应电动势，E2x表示衔铁偏离中心位置的距离。其中E2Eo为零点剩余电动势，这是由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等因素所造成的。零点剩余电动势的存在，使得传感器的输出特性在零点四周不灵敏，给测量带来误差，此值的大小是衡量差动变压器性能好坏的重要指标。为了减小零点剩余电动势可实行以下方法：图7—3 差动变压器输出特性尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数及磁路的对称。磁性材料要经过处理，消退内部的剩余应力，使其性能均匀稳定。选用适宜的测量电路，如承受相敏整流电路。既可判别衔铁移动方向又可改善输出特性，减小零点剩余电动势。承受补偿线路减小零点剩余电动势。图7—4是其中典型的几种减小零点剩余电动势的补偿电路。在差动变压器的线圈中串、并适当数值的电阻电容元件，当调整W1、W2时，可使零点剩余电动势减小。(b) (c)图7—4 减小零点剩余电动势电路机头静态位移安装架、传感器输入插座、差动变压器、测微头、主板音频振荡器单元、电感单元〔5-10Ω左右、虚拟双线示波器。四、试验步骤1．7－5，Li为初级线圈(一次线圈)；Lo1、Lo2为次级线圈(二次线圈)；＊号为同名端。差动变压器的原理图参阅图7—2。2．调整音频振荡器的频率为4KH〔可输入到频率表10K档来监测或示波器上读出；调整输出幅度峰峰值为Vp-p＝2V〔示波器第一通道监测。7—5Li(确定不能用直流电压鼓舞)必需从主板中音频振荡器的Lv〔7〕7—5差动变压器性能试验安装、接线示意图身存在机械回程差，为消退这种机械回差可承受如下方法试验：调整测微头的微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒的010mm刻度线。松开Vp-p(峰峰值)为较小值(越小越好，变压器铁芯大约处在中间位置)时，拧紧紧固螺钉，再顺时针方向转动测微头的微126mm，记录此时的测微头读数和示波器其次通道显示的波形Vp-p(峰峰值)值为试验起点值。以后，反方向(逆时针方向)调整测微头的微分筒，每隔△X=0.5mm2510.5mmVp-p入下表7(这样单行程位移方向做试验可以消退测微头的机械回差)。7数据画出X－Vp-p试验完毕，关闭电源。7差动变压器性能试验数据△X(mm)6.05.55.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0Vp-p(mV)△X(mm)-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5-3.0-3.5-4.0-4.5-5.0-5.5-6.0Vp-p(mV)五、思考题：试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？用直流电压鼓舞会损坏传感器。为什么？如何理解差动变压器的零点剩余电压？用什么方法可以减小零点剩余电压？......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载试验八鼓舞频率对差动变压器特性的影响一、试验目的：了解初级线圈鼓舞频率对差动变压器输出性能的影响。R22R22L212 ippo

(M

M )U表示,式中Lp、Rp为初级线圈电感和损耗电阻，U 、ω为鼓舞电压和频率，M、M为初级与两次级i 1 2间互感系数，由关系式可以看出，当时级线圈鼓舞频率太低时，假设R2＞ω2L2，则输出电压Uo受P P频率变动影响较大，且灵敏度较低，只有当ω2L2＞＞R2时输出Uo与ω无关，固然ω过高会使线P P圈寄生电容增大，对性能稳定不利。三、需用器件与单元：机头静态位移安装架、传感器输入插座、差动变压器、测微头、主板F／V四、试验步骤：差动变压器及测微头的安装、接线同试验七、图7—5。检查接线无误后，合上主电源开关，调整音频振荡器LV输出频率为1KHz〔用示波器，也可用FV表的量程切换开关切到20K档监测频率p-＝2V使差动变压器衔铁明显偏离位移中点位置，即差动变压器输出信号Vp-p最小时(示波器监测Vp-p最小时)的位置。调整测微头位移量△X=2.5mm，使差动变压器有某个较大的Vp-p输出。在保持位移量不变的状况下转变鼓舞电压(音频振荡器)的频率从1KHz-10KHz(鼓舞电压2VVp-p8。F(Hz)1KHz2F(Hz)1KHz2KHz3KHz4KHz5KHz6KHz7KHz8KHz9KHz10KHzVp-p依据表8数据作出幅频(Ｆ—Vp-p)特性曲线。试验完毕，关闭主电源。一、试验目的：了解差动变压器零点剩余电压概念及补偿方法。二、根本原理：由于差动变压器次级二线圈的等效参数不对称，初级线圈的纵向排列的不均匀B－H其最小输出值称为零点剩余电压。零残电压中主要包含两种波形成份：l〔ML、R〕不同，线圈中的铜损电阻及导磁材料的铁损，线圈中线间电容的存在，都使得鼓舞电流与所产生的磁通不同相。2主要是由导磁材料磁化曲线非线性引起，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使鼓舞电流与磁通波形不全都，产生了非正弦波〔主要是三次谐波〕磁通，从而在二次绕组中感应出非正弦波的电动势。削减零点残电压的方法有l〕从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对称〔2〕3〕选用电桥补偿电路。在试验七(差动变压器的性能试验)中已经得到了零点剩余电压，用差动变压器测量位移应用时一般要对其零点剩余电压进展补偿。补偿方法阅读试验七〔二、根本原理，本试验承受图7-4图补偿线路减小零点剩余电压。机头静态位移安装架、传感器输入插座、差动变压器、测微头、主板电桥单元、音频振荡器单元、电感单元、虚拟双线示波器。四、试验步骤：按以以下图9-1示意接线〔接11根线，音频振荡必需从LVW，W，r,c单元中调平衡网络。开启主电源，调整音频振荡器频率f=4KHz，幅值Vp-p=2V。调整测微头，使差动放大器输出电压最小。依次调整W1，W2，使输出电压进一步减小，必要时重调整测微头，尽量使输出电压最小。在调整的时候将其次通道的灵敏度提高即量程选择选毫伏档观看零点剩余电压的波形，留意与鼓舞电压波形相比较经过补偿后的剩余电压波形为 波形，这说明波形中有重量，其峰值为 。将经过补偿后的剩余电压值与试验七未经补偿剩余电压的Ｖ剩余p-p〔79〕试验结果。试验完毕，关闭电源。＊说明：试验箱主板上的电桥单元是通用单元，不是差变补偿专用单元，因而补偿电路中的r、c元件参数值不是最正确的。但学生只要通过试验理解补偿概念及方法就到达了目的。......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载9-1零点剩余电压补偿试验接线示意图试验十差动变压器测位移试验一、试验目的了解差动变压器测位移时的应用方法二、根本原理差动变压器的工作原理参阅试验七〔差动变压器性能试验。差动变压器在应用时要想法消退零点剩余电动势和死区，选用适宜的测量电路，如承受相敏检波电路，既可判别衔铁移动〔位移〕方向又可改善输出特性，消退测量范围内的死区。图10—1是差动变压器测位移原理框图。10—1三、需用器件与单元机头静态位移安装架、传感器输入插座、差动变压器、测微头；主板F／V表、音频振荡器、电感、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器；虚拟双线示波器。四、试验步骤10—210—3〔11根线。将音频振荡器幅度调整到最小〔幅度旋钮逆时针轻转到底FV表的量程切换开关切到2V档。检查接线无误后，将差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器的拨动开关拨到“开”位置，合上主电源开关。10—210—3调整音频振荡器，频率f=4KHz，幅值Vp-p=2V。调整差动放大器增益：差动放大器增益旋钮顺时针轻转到底，再逆时针回转2圈。松开测微头安装孔上的紧固螺钉。调整测微头的微分筒，使微分筒的0刻度值与轴套上的10mm〔衔铁明显偏离位移中点位置后，调整移相器的移相电位器使相敏检波器输出为全波整流波形〔示波器监测〔尽量使衔铁处在初级线圈的中点位置〕并拧紧测微头安装孔的紧固螺钉。调整电桥单元中的W1、W2〔二者协作调〔可相应调整示波器量程档观看，并且FV表显示〔以F／V。......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载调整测微头的微分筒，顺时针方向转动测微头的微分筒42mm，记录此时的测F／V表上读出输出电压V头的微分筒，每隔△X=0.2mm21点值)从F／VV10。X(mm)V(mV)X(mm)X(mm)V(mV)X(mm)V(mV)-2.0-1.8-1.6-1.4-1.2-1.0-0.8-0.6-0.4-1.82.010数据作出试验曲线并截取线性范围计算灵敏度S=△V／△X思考题：差动变压器输出经相敏检波器检波后是否消退了零点剩余电压和死区？从试验曲线上能理解相敏检波器的鉴相特性吗?试验完毕关闭全部电源开关。试验十一差动变压器的应用—振动测量试验一、试验目的：了解差动变压器测量振动的方法。二、根本原理：当差动变压器的衔铁连接杆与被测体连接时就能检测到被测体的位移变化或振动。主板音频振荡器、低频振荡器、电感、激振、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器；虚拟双线示波器。四、试验步骤：按图11—1将差动变压器安装在振动台上：差动变压器卡在传感器连接桥架的U型槽上并拧紧差动变压器的夹紧螺母，调整传感器连接桥架使差动变压器的衔铁连杆与振动台相碰〔衔20mm左右〔粗调升降杆露出轴套大约20mm〕后锁紧粗调锁紧螺钉。松开细调锁紧螺钉，逆时针转动细调调整螺母使细调升降杆缩进轴套中。将传感器引线插入传感器输入插座中。11—1差动变压器振动测量安装示意图在主板上找到音频振荡器、低频振荡器、电感、激振、电桥、差动放大器、移相器、相敏11—2将音频振荡器和低频振荡器的幅度电位器逆时针轻轻转到底〔幅度最小，并调整好有关1〕〔双踪〕示波11—2器的“触发”方式及其它(TIME/DIV：在0.5mS～0.1mSVOLTS/DIV：1V～5V选择)设置]监测音频振荡器LV的频率和幅值，调整音频振荡器的频率、幅度旋钮使LV输出4～7KHz左右、Vp-p=5V〔2〕将差动放大器增益旋钮顺时针轻转到底，再逆时针回转一圈。用示波器观看相敏检波器输出，调整移相器的移相电位器，使示波器显示的波形为一个全波〔3〕11—1中的细调升降杆(顺时针转动细调调整螺母)的高度，使示波器显示的波形幅值为最小。再认真调整电桥单元中的W1和W2(交替调整)，使示波器〔相敏检波器输出〕显示的波形幅值更小，接近为一平线〔相邻波形有凹凸可调整差动放大器的调零电位器。将低频振荡器的频率调到8Hz左右，调整低频振荡器幅度旋钮，使振动台振动较为明显〔如振动不明显再调整频率。留意事项：低频激振器幅值不要过大，以免振动台振幅过大而损坏振动梁的应变片。用示波器[正确选择双线〔双踪〕示波器的“触发”方式及其它(TIME/DIV：50mS～20mSVOLTS/DIV：1V～0.1V〔调幅波、相敏检波器及低通滤波器〔传感器信号〕输出的波形。〔传感器信号输出波形的周期和幅值。作出差动放大器、相敏检波器、低通滤波器的输出波形。试验完毕，关闭主电源。试验十二电涡流传感器位移特性试验一、试验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。二、根本原理：电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。电涡流式传感器由传感器线圈和被测物体〔导电体—金属涡流片〕组成，如图12.1.1所示。依据电磁感应原理，当传感器线圈〔一个扁平线圈〕通以交变电流〔频率较高，一般为 1MHz～2MHz〕I时，线圈1四周空间会产生交变磁场 H，当线圈平面靠近某一导风光时，由于线圈磁通链穿过导体，使导1体的外表层感应出呈旋涡状自行闭合的电流I，而I所形成的磁通链又穿过传感器线圈，这样2 2线圈与涡流“线圈”形成了有确定耦合的互感，最终原线圈反响一等效电感，从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环，这样就可得到12.1.2RL为传感器线圈的电阻和电感。短路环可以认为是一匝短路线1 1圈，其电阻为R、电感为L。线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距的增大而减小。2 2为实现电涡流位移测量，必需有一个专用的测量电路。这一测量电路〔称之为前置器，也称电涡流变换器〕应包括具有确定频率的稳定的震荡器和一个检波电路等。电涡流传感器位移测量12—2......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载图12.1.1电涡流传感器原理图 图12.1.2电涡流传感器等效电路图12—2电涡流位移特性试验原理框图依据电涡流传感器的根本原理，将传感器与被测体间的距离变换为传感器的Q值、等效阻抗ZL〔前置器〕来测量。本试验的涡流变换器为变频调幅式测量电路，电路原理与面板如图12—3所示。电路组成：⑴Q1、C1、C2、C31MHz左右的正弦载波信号。电涡流传感器接在振荡回路中，传感器线圈是振荡回路的一个电感元件。振荡器作用是将位移变化引起的振QD1、C5、L2、C6LC成的π形滤波的检波器。检波器的作用是将高频调幅信号中传感器检测到的低频信号取出来。⑶Q2电涡流传感器是通过传感器端部线圈与被测物体〔导电体〕间的间隙变化来测物体的振动相对位移量和静位移的，它与被测物之间没有直接的机械接触，具有很宽的使用频率范围〔从0～10H。当无被测导体时，振荡器回路谐振于f，传感器端部线圈0为定值且最高，对应的检波输出电压Vo最大。当被测导体远离传感器线圈时，线圈Q值发生变，振荡器的谐振频率发生变化，谐振曲线变得平坦，检波出的幅值Vo变小。Vo变化反映了位移ｘ的变化。电涡流传感器可以在位移、振动、转速、探测、厚度等测量上得到应用。12—3三、需用器件与单元：机头静态位移安装架、电涡流传感器、被测体(铁圆片)、测微头、主F／V四、试验步骤：1．5mm处，按图12—4安装测微头、被测体、电涡流传感器〔留意安装挨次：先将测微头的安装套插入安装架的安装孔内，再将被测体套在测微头的测杆上；其次在安装架上固定好电涡流传感器；最终平移测微头安装套使被测体与传感器端面相帖时拧紧测微头安装孔的紧固螺钉〕12-4〔接4根线〕2、将电压表〔F／V表〕量程切换开关切换到20V档，检查接线无误后将涡流变换器的拨动0.5mm读一个数，直到输出Vo12。X〔mm〕00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5Vo(V)12X〔mm〕00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5Vo(V)3、依据表12数据，画出V－X曲线，依据曲线找出线性区域并计算灵敏度和线性度〔可用最小二乘法或其它拟合直线。试验完毕，关闭全部电源。12—4 电涡流传感器安装、按线示意图试验十三被测体材质对电涡流传感器特性影响一、试验目的：了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。二、根本原理：电涡流传感器在被测体上产生的涡流效应与被测导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。根本原理参阅试验十二。三、需用器件与单元：机头静态位移安装架、电涡流传感器、被测体(铁、铜、铝)、测微头、F／V四、试验步骤：1、将被测体铁圆片换成铝和铜圆片，试验方法与步骤同试验十二。2、按试验十二试验步骤，将数据列入表13。X〔mm〕00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5Vo(V)铁Vo(V)铜Vo(V)X〔mm〕00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5Vo(V)铁Vo(V)铜Vo(V)铝1Vo(V)铝23、依据上表13的试验数据，在同一坐标上画出试验曲线进展比较，分别计算灵敏度和线性度。试验完毕，关闭电源。......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载试验十四被测风光积大小对电涡流传感器的特性影响试验一、试验目的：了解电涡流传感器位移特性与被测体的外形和尺寸有关。二、根本原理：电涡流传感器的位移性能与被测体的外形、大小有很大关系，当被测风光积小于线圈平面时会减弱甚至不产生涡流效应，所以电涡流传感器在实际使用时，被测风光积必需大于传感器线圈平面并进展位移标定后测量。主机头静态位移安装架、电涡流传感器、端面积不同的二个铝材被测体〔被测体、被测体2、测微头、主板／V表、涡流变换器。四、试验步骤：1、试验方法、步骤与试验十三一样，参阅试验十三。213。313数据在同一坐标上画出V—X围内的线性度。试验完毕，关闭电源。试验十五电涡流传感器测振动试验一、试验目的：了解电涡流传感器测振动的原理与方法。二、根本原理：依据电涡流传感器位移特性，依据被测材料选择适宜的工作点即可测量振动。三、需用器件与单元：机头振动台、升降杆、传感器连接桥架、被测体(铁圆片)、电涡流传感器；主板涡流变换器、F／V(自备)。四、试验步骤：1、将被测体(铁圆片)放在振动台的中心点上，按图15安装电涡流传感器〔传感器对准被测体〕并按图接线。2、将低频振荡器幅度旋钮逆时针转到底(低频输出幅度为零)；F／V表的量程切换开关切到20V档。检查接线无误后将涡流变换器的拨动开关拨到“开”位置，开启主电源开关。调整升降杆，使F／V表显示为-2.5V左右即为电涡流传感器的最正确安装高度〔传感器与被测体铁圆片静态时的最正确距离。3、调整低频振荡器的频率为8Hz左右，再顺时针渐渐调整低频振荡器幅度旋钮，使振动台〔电涡流传感器非接触式测小位移。用示波器监测涡流变换器的输出波形；再分别转变低频振荡器的振荡频率、幅度，分别观看、体会涡流变换器输出波形的变化。试验完毕，关闭全部电源。15电涡流传感器测振动安装、接线示意图试验十六K3一、试验目的：了解热电偶测温原理及方法和应用。二、根本原理：1821年德国物理学家赛贝克〔TJSeebeck〕觉察和证明白两种不同材料的导体A和B组成的闭合回路，当两个结点温度不一样时，回路中将产生电动势。这种物理现象称为热电效应〔塞贝克效应。16—1AB属材料的一端焊接而成。ABTT(接引线用来连接测量仪表的两根导线C两根导线CAB)。TT的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差0为０时，热电偶的输出电动势为０；因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。国际上，将热电偶的 图16—1热电偶A、B热电极材料不同分成假设干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)热电偶，并且有相应的分度(见附表)表即参考端温度为０℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。热电偶一般应用在冶金、化工和炼油行业，用于测量、把握较高的温度。热电偶使用说明：-镍硅或镍铝)热电偶，偶丝直径3.2mm时测温范围０～1200℃，本试验用的Ｋ热电偶偶丝直径为0.5mm，测温范围０～800℃。由于温度源温度＜120℃，所以热电偶实际试验测温范围＜120℃。从热电偶的测温原理可知，热电偶测量的是测量端与参考端之间的温度差，在参考端温度为０℃时才真实反映测量端的温度，否则存在着参考端所处环境温度值误差。热电偶的分度表(见附表1)是定义在热电偶的参考端(冷端)为０℃时热电偶输出的热电动势与热电偶测量端(热端)温度值的对应关系。热电偶测温时要对参考端(冷端)进展修正(补偿)，计算公式：E(t,t)=E(t,t)+E(tt0 0 0 0式中：E(t,t)—热电偶测量端温度为ｔ，参考端温度为t=０℃时的热电势值；0 0E(t,tｔ，参考端温度为t0 0E(t＇,t)—热电偶测量端温度为tt0 0 0 0出端)t=20℃，而测得热电偶输出的热电势(经过放大器放大的信号，假设放大器的增益ｋ0=10)32.7mv，则E(t,t)=32.7mV/10=3.27mV，那么热电偶测得温度源的温度是多少呢?01Ｋ热电偶分度表查得：E(t＇,t)=E(20,0)=0.798mV0 0已测得 E(t,t＇)=32.7mV/10=3.27mV0故 E(t,t)=E(t,t＇)+E(t＇,t)=3.27mV+0.798mV=4.068mV0 0 0 0热电偶测量温度源的温度可以从分度表中查出，与4.068mV所对应的温度是100℃左右。Pt100热电阻(温度源温度把握传感器)(温度特性试验传感器)、主板调整仪单元、F／V(1.2—12V可调电压)单元、差动放大器单元。四、试验步骤：差动放大器调零：16—2示意接线。将F／V200mV将差动放大器的拨动开关拨到“开”位置，合上试验箱主电源开关(注：F／V表数码管亮，但调整再逆向回转半圈，调整调零电位器，使电压表显示电压为零。差动放大器调零完成后要维持调零......word......word文档 专业资料、仅供参考............内容齐全...学习、共享、下载电位器位置不变，关闭主电源，撤除调零接线。16—2差动放大器调零接线图调整差动放大器增益K5020mV1—12V16—3F／V200mV的拨动开关拨到“开”位置。调整电桥单元中的W1电位器使F／V20mV〔4〕⑵调整差动放大器增益K=5016—3F／V2VF／V表的输入引线改接到差动放大器的输出Vo端，如图16—41.00VK=50试完毕(保持放大器的调零、增益电位器旋钮位置处于调整好的状态，不允许动)，关闭主电源，〔7〕测量室温值t165Pt100t100热电阻不要插入温度源中而是放在桌面上。检查接线无误后，将调整仪的把握选择开关打到温度位置上，PV关闭调整仪电源和主电源开关。将Pt10020mV16—4调整差放增益接线图16—516—6接线(不要用手抓捏K偶放在桌面上。F／V200mV待一分钟左右，记录F／VVo，计算Vo÷501Δt≈0℃。16—616—716设置温度源的试验温度值(温度源的温度设置参阅P15“温度把握仪表参数设置表”)并将差动放大器的相应输出值填入表中。16—7 K热电偶测温特性试验接线图t(℃)室温30405060t(℃)室温304050607080Vo(mV)计算热电偶的测量值：依据E(t,t)=E(t,t＇)+E(t＇,tVo/k(增益)＋室温对应的热0 0 0 01E(t,t)的值从附表1中的分度表可以查到相应的温度值并与08℃，但它的相对误差即精度Δ％＝

8 100％＝1％)。最终将调整器试验温度设置到40℃，800待温度源回复到40℃左右后试验完毕，关闭全部电源。1：K〔镍络-镍硅〕测量端012测量端0123456789温 度〔℃〕热电动势〔mV〕00.0000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9491.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.8502.8922.9332.9753.0163.0583.1003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.9303.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.4671104.5084.5494.5904.6324.6734.7144.7554.7964.8374.8781204.9194.9605.0015.0425.0835.1245.1645.2055.2465.287试验十七Pt1003一、试验目的：了解Pt100热电阻—电压转换方法及Pt100热电阻测温特性与应用。绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷内构成，图17—1是铂热电阻的构造。二、根本原理：利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用的热电阻有铂电绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷内构成，图17—1是铂热电阻的构造。在0～500℃以内，它的电阻Rt与温度t的关系为： 图17—1铂热电阻的构造Rt=Ro(1+At+Bt2)，式中：Ro0℃时的电阻值(本试验的铂电阻Ro＝100Ω)。A＝3.9684×10－3B＝5.84×10值(本试验的铂电阻Ro＝100Ω)。A＝3.9684×10－3B＝5.84×10－／℃线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消退引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电