传感器实验报告

试验一金属箔式应变片性能—单臂电桥1、试验目的理解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作状况。2、试验措施在CSY－998传感器试验仪上验证应变片单臂单桥的工作原理3、试验仪器CSY－998传感器试验仪4、试验操作措施所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、一片应变片、F/V表、主、副电源。旋钮初始位置：直流稳压电源打倒±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。试验环节：（1）理解所需单元、部件在试验仪上的所在位置，观测梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式构造小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片。（2）将差动放大器调零：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F／V表的输入插口Vi相连；启动主、副电源；调整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F／V表显示为零，关闭主、副电源。(3)根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V档，F／V表置20V档。启动主、副电源，调整电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零，等待数分钟后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零。(4)将测微头转动到10㎜刻度附近，安装到双平行梁的右端即自由端（与自由端磁钢吸合），调整测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使V/F表显示值最小，再旋动测微头，使V/F表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的对应刻度。(5)往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下V/F表显示的值，每旋动测微头一周即ΔX=0.5㎜，记一种数值填入下表：位移（mm）00.511.522.533.54电压（mV）51.063.375.588.2102.3113.7127.3139.9155.1（6）根据所得成果计算敏捷度ΔS=ΔV/ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为V/F表显示的电压值的对应变化。敏捷度：ΔV=155.1-51.0=104.1ΔX=4-0=4ΔS=ΔV/ΔX=104.1/4=26.025（7）试验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。注意事项：(1)电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标识，让学生组桥轻易。(2)如指示溢出，合适减小差动放大增益，此时差动放大器不必重调零。(3)做此试验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直流电桥的影响。试验心得：通过本次的试验，让我们理解金属箔式应变片，以及单臂单桥的工作原理和工作状况。得知应变片在一定的区间范围内的形变与电压成线性关系，并可以计算出对应电桥的敏捷度，为后来的应用打下理论和实践基础。试验分析：本试验规定直流稳压电源可以做到精确稳定可靠地工作，为电桥、运放以及电压表提供稳定的电压，最大程度地减少了由于电压不稳问题所引起的误差，使试验得到的数据能都尽量的精确客观地反应实际状况；对运放则规定其输入阻抗要高，放大倍数大。使电阻应变片所引起的微弱信号得以有效地放大，从而得到有效的试验数据。运放取电桥两臂中间的电压相对变化值来放大，由此来反应电阻应变片的是阻值变化状况，并在试验一开始可以通过电位器W1来调整电桥的平衡，当把W1的调到使电桥平衡，当试验只用一片电阻应变片构成单臂电桥时，此时运放工作在同向或反向放大的状态，当使用两片电阻应变片时，组建成差动半桥，此时运放工作在差动放大状态，因此它既能作差动放大，又可作同相或反相放大器。试验二金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥比较一、试验目的:验证单臂、半桥、全桥的性能及互相之间的关系。二、所需单元和部件:直流稳压电源，差动放大器，电桥，V/F，测微头，双平行梁，应变片有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±2V档，V/F表打到2V档，差动放大器增益打到最大。三、试验环节:1、按试验一措施将差动放大器调零后，关闭主副电源。2、按试验一图接线，图中R4=Rx为工作片，r及W1为电桥平衡网络。3、调整测微头使双平行梁处在水平位置，(目测)，将直流稳压电源打倒±4V档，选择合适的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使表头显示零，(需预热几分钟表头才能稳定下来)4、转测微头，使梁移动，每隔0.5㎜(旋转一圈)读一种数，将测得数值填入下表，然后关闭主副电源。位移（mm）00.511.522.533.54电压（mV）010.824.134.045.356.468.880.8194.65、保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一种应变片，即取二片受力方向不一样的应变片，形成半桥，调整测微头使梁到水平位置(目测)，调整电桥W1使V/F表显示为零，反复(4)过程同样测得读数，填入下表：位移（mm）00.511.522.533.54电压（mV）026.250.373.699.4123.2148.2172.0197.16、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受力应变片(即R1换成，R2换成，)组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相似，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则互相抵消没有输出，接成一种直流全桥，调整测微头，使梁到水平位置。调整电桥W1同样使V/F表显示为零。反复(4)过程将读出的数据记入下表:位移（mm）00.511.522.533.54电压（mV）58.3100.8142.2183.7224.1263.2300.4345.0381.2单臂：ΔV=94.6-0=94.6ΔX=4-0=4ΔS=ΔV/ΔX=94.6/4=23.65半桥：ΔV=197.1–0=197.1ΔX=4-0=4ΔS=ΔV/ΔX=197.1/4=49.275全桥：ΔV=381.2-58.3=322.9ΔX=4-0=4ΔS=ΔV/ΔX=322.9/4=80.725四、注意事项:1、在更换应变片时应将电源关闭2、在试验过程中如有发现电压表发生过载,应将电压量程扩大3、在本试验中只能将放大器接成差动形式,否则系统不能正常工作4、直流稳压电源打在±4V,不能打的过大,以免损坏应变片或导致严重自热效应5、接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向五.实验心得：通过本次的试验，让我们理解不一样电桥的特性和实现措施，以及理解单臂电桥特性、差动半桥特性和差动全桥特性和他们各自的工作原理和工作状况。得知单臂电桥的敏捷度最低，差动半桥的敏捷度是单臂电桥的2倍和差动全桥的敏捷度为单臂电桥的4倍；后来的应用打下理论和实践基础。试验三差动变压器(互感式)的性能一、试验目的:理解差动变压器原理及工作状况二、所需单元及部件:音频振荡器,测微头,双线示波器,差动变压器,振动平台有关旋钮初始位置:音频振荡器调至4KHZ左右,双线示波器第一通道敏捷度500mv/div,第二通道敏捷度10mv/div,触发选择打到第一通道,主副电源关闭三、试验环节:1、根据图接线,将差动变压器(2组Lo的同名端相连),音频振荡器(必须在LV端接出),双线示波器连接起来,构成一种测量电路,启动主副电源,将示波器探头分别接至差动变压器的输入端和输出端,音频振荡器幅度旋钮,使音频LV信号输入到Li的电压Vp-p为2V2、转动测微头使测微头与振动平台吸合,再向上转动测微头,使振动平台刚好吸合3、往下转动测微头,使振动平台产生位移,每位移0.5㎜,用示波器读出差动变压器输出端的峰峰值填入下表,根据所得数据计算敏捷度SoS=△V/△X(式中△V为电压变化,△X为对应振动平台的位移变化),作出V-X关系曲线。位移（mm）00.511.522.533.54电压（mV）2510231020701790151012701000760480位移（mm）4.555.566.577.588.5电压（mV）320560720112013601600184020702310四、思索:根据试验成果,指出线性范围线性范围：320-2500mV五、注意事项:(1)差动变压器与示波器的连线应尽量短些,以免引入干扰(2)差动变压器的两次次级线圈必须接成差动形式(即同名端相连,这可通过信号相位有否变化来判断)六.试验分析：由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等等原因，存在零点残存电动势，使得传感器的输出特性在零点附近不敏捷，给测量带来了误差。差动变压器的工作原理类似一般电源变压器的作用原理，差动变压器在使用时采用了两个二次绕组反向串接，以差动方式输出，当衔铁处在中间位置时，两个二次绕组互感相似，因而由一次侧鼓励引起的感应电动势相似，由于两个二次绕组反向串接，因此差动输出电动势为零。试验五差动变面积式电容传感的静态特性1、试验目的理解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。2、试验措施在CSY－998传感器试验仪上设计差动变面积式电容传感器3、试验仪器CSY－998传感器试验仪4、试验操作措施所需单元及部件：电容传感器、电压放大器、低通滤波器、Ｆ／V表、激振器、示波器有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮置于中间，Ｆ／V表置于Ｖ表２Ｖ档，试验环节：（１）按图接线。（２）F／V表打到20V，调整测微头，使输出为零。（３）转动测微头,每次0.5mm，记下此时测微头的读数及电压表的读数，直至电容动片与上（或下）静片复盖面积最大为止。位移（mm）00.250.50.7511.251.51.752电压（mV）010702160323042705320633074108420退回测微头至初始位置。并开始以相反方向旋动。同上法，记下X(mm)及V(mv)值。位移（mm）00.250.50.7511.251.51.752电压（mV）0-890-1960-3030-4180-5260-6320-7420-8630（4）计算系统敏捷度Ｓ。Ｓ＝ΔＶ／ΔＸ（式中ΔＶ为电压变化，ΔＸ为对应的梁端位移变化），并作出Ｖ－Ｘ关系曲线。S1:ΔＶ=8420ΔX=2S1=ΔＶ/ΔX=8420/2=4210S2:ΔＶ=-8630ΔX=2S2=ΔＶ/ΔX=-8630/2=-4315Ｖ－Ｘ关系曲线S1：Ｖ－Ｘ关系曲线S2：试验结论：试验中可以发现当差动电容的动片位置上下移动时，与两组静片之间的重叠面积发生变化，从而引起极间电容发生变化使电路输出变化，实现传感功能，通过试验加深了对差动变面积式电容传感器的工作原理的理解.工程部维修工的岗位职责1、严格遵守企业员工守则和各项规章制度，服从领班安排，除完毕平常