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1、 传感器原理 112416832 目录 实验一 金属箔式应变片性能-单臂电桥实验.1 实验二 电容位移测量实验.4 实验三 振动测量系统设计.6 1 实验一 金属箔式应变片性能-单臂电桥实验 一.实验目的 1.了解金属箔式应变片，单臂电桥的工作原理和工作情况。2.验证单臂电桥的输出特性 二.实验设备 CSY998B 传感器系统实验仪 所需电路单元：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。有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到2V 档，F/V 表打到 2V 档，差动放大增益最大。三.实验原理 本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工
2、作情况。应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测试体受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随之发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻 R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为R1/R1、R2/R2、R3/R3、R4/R4，当使用一个应变片时，RR/R；当二个应变片组成差动状态工作，则有R2R/R；用四个应变片组成二个差动状态工作，且 R1R2R3R4R,R4R/R。由此可见，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。四.
3、实验步骤 1.了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表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；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 F/V 表显示为零，关闭主、副电源。2 3.根据图 1 接线。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻；R4RX为应变片。将稳压电源的切换开关置4V 档，F/V 表置 20V 档。开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的 W1，使 F/V 表显示为零，等待数分分钟
4、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。图 1 4.在传感器上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。根据所得结果计算系统灵敏度 SV/W，并作 V-W 关系曲线，V 为电压变化率，W 为相应的重量变化率。重量（Q）电压（mv）五.分析与讨论 1.本实验电路对直流稳压电源和对放大器有何要求？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，仅作为一标记，让学生组桥容易。2.为确保实验过程中输出指示不溢出，可先将砝码加至最大重量，如指示溢出，适当减小差动放大增益，此时差动放大器不必重调零。3 3.做此实
5、验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减少其对直流电桥的影响。4.电位器 W1、W2，在有的型号仪器中标为 RD、RA。4 实验二 电容位移测量实验 一.实验目的 了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。二.实验设备 CSY998B 传感器系统实验仪 所需电路单元：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 2V 档。三.实验原理 本电容传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组定片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为
6、Cx1,下层定片与动片形成的电容定 Cx2，当将 Cx1和 Cx2接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量有关，即与振动台的位移有关。四.实验步骤 1.按图 2 接线。图 2 2.F/V 表打到 20V，调节测微头，使输出为零。3.转动测微头，每次 0.1mm，记下此时测微头的读数及电压表的读数，直 5 至电容动片与上（下）静片覆盖面积最大为止。X（mm）V（mv）返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。4.计算系统灵敏度 SoV/X(V 为电压变化，X 为相应的梁端位移变化)，并作出 V-X 关系曲线。X（mm）V（mv）5.卸下测微头，断开电
7、压表，接通激振器，用示波器观察输出波形。五.分析与讨论 1.电容传感器的灵敏度与初始间隙的是什么关系？6 实验三 振动测量系统设计 一.实验目的 了解测振传感器的测振原理及在实际中的应用。二.实验设备 CSY998B 传感器系统实验仪、示波器等 所需电路单元：根据所选择的传感器自己确定后续电路独立单元及部件。此过程需经老师检查并认可后才能进行下面的步骤。旋钮初始位置：参照CSY 系列传感器系列实验指南中后续电路独立单元 的初始位置进行。三.实验原理 1.明确自己所选择的测振传感器的测振原理、结构及在实验设备中的安装位置，如何正确操作 四.实验步骤 1.画出测振系统框图，并在框图上标明连线方式，经老师检查并认可接线。；2.调整好示波器，用示波器观察各单元输出波形。3.读出峰-峰电压值，记下实验数据填入下表：F（HZ）VP-P（V）4.进行误差分析和数据处理，求出此系统的精度。5.提出减小实验误差的措施及对策。五分析与讨论 1.你所选用的传感器的特点？
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