1、XIANJIAOTONGUNIVERSITY機(jī)械工程實驗指導(dǎo)書機(jī)械工程測試技術(shù)指導(dǎo)教師：劉吉軒西安交通大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心2010年5月目錄實驗一信號分析與測量裝置特性仿真實驗3.1、 信號分析虛擬實驗3.2、 測試裝置動態(tài)特性仿真實驗7.實驗二機(jī)械工程測試虛擬儀器設(shè)計實驗1.2實驗三傳感器性能標(biāo)定實驗1.81、 金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實驗182、 電渦流位移傳感器性能實驗2.03、 傳感器動態(tài)性能標(biāo)定實驗2.1附錄：（有關(guān)儀器使用指南）2.8實驗四動態(tài)測量信號調(diào)理實驗2.91、 壓電式傳感器測振動實驗2.92、 電渦流傳感器測量振動實驗3.03、 光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗3.14

2、、 交流全橋的振動測量實驗3.2實驗一信號分析與測量裝置特性仿真實驗1、信號分析虛擬實驗一、實驗?zāi)康? .理解周期信號可以分解成簡諧信號，反之簡諧信號也可以合成周期性信號；2 .加深理解幾種典型周期信號頻譜特點；3 .通過對幾種典型的非周期信號的頻譜分析加深了解非周期信號的頻譜特點。二、實驗原理信號按其隨時間變化的特點不同可分為確定性信號與非確定性信號。確定性信號又可分為周期信號和非周期信號。本實驗是針對確定性周期信號和非周期信號進(jìn)行的。1、周期性信號的描述及其頻譜的特點任何周期信號如果滿足狹義赫利條件，即：在一個周期內(nèi)如果有間斷點，其數(shù)目應(yīng)為有限個；極大值和極小值的數(shù)目應(yīng)為有限個；在一個周期

3、內(nèi)f絕對可積，即：/：0+Tl|f(t)d等于有限值OCf(t)=a0+E2(akcosk30t+bksinkw0t)k=1則f可以展開為傅立葉級數(shù)的形式，用下式表示：式中：是此函數(shù)在一個周期內(nèi)的平均值，又叫直流分量。2T/2ak=ttJT/2f(t)coskotdt1 rT/2a0=：/T/2f(t)dt2 T/2bk=t/2f(t)sinkotdt它是傅氏級數(shù)中余弦項的幅值。它是傅氏級數(shù)中正弦級數(shù)的幅值。2九0二三是基波的圓頻率。在數(shù)學(xué)上同樣可以證明，周期性信號可以展開成一組正交復(fù)指數(shù)函數(shù)集形式,OCf(t)=EcmejmW0t即：式中：為周期性信號的復(fù)數(shù)譜，其中m就為三角級數(shù)中的k.o以

4、下都以k來說明。由于三角級數(shù)集和指數(shù)函數(shù)集存在以下關(guān)系：1tT/2Cm=JT/2f(t)exXjm30t)dt111x/jkgtjkW0t、cos30t=5(e+e0)1jkwotjkwot、sirikw0t=-(e+e)所以，兩種形式的頻譜存在如下關(guān)系。即：復(fù)數(shù)譜Ck=ak2jbk;共腕幅頻譜Ck=a也;k21=幅頻譜Ck=23k+bk;bk相頻譜a=arctg();ak還把其中的ak(。)和bk)分別稱為實頻譜和虛頻譜。由此可見，一復(fù)雜的周期性信號是由有限多個或無限多個簡諧信號疊加而成，當(dāng)然，反之復(fù)雜的周期性信號也就可以分解為若干個簡諧信號。這一結(jié)論對工程測試極為重要，因為當(dāng)一個復(fù)雜的周期

5、信號輸入到線性測量裝置時，它的輸出信號就相當(dāng)于其輸入信號所包含的各次簡諧波分量分別輸入到此裝置而引起的輸出信號的疊加。周期性信號的頻譜具有三個突出特點：、周期性信號的頻譜是離散的；、每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整倍數(shù)上，不存在非整倍數(shù)的頻率分量；、各頻率分量的譜線高度與對應(yīng)諧波的振幅成正比。本實驗中信號的合成與分解時輸入信號包含有正弦波、余弦波，以及周期性的方波、三角波、鋸齒波和矩形波。2、非周期信號的描述及其頻譜特點設(shè)有非周期信號f(t),由它可構(gòu)造出一個周期信號片，它是由f(t)每隔T秒重復(fù)一次而形成。(周期T應(yīng)選的足夠大，使得f形狀的脈沖信號之間沒有重疊現(xiàn)象），fT（t）是周期信號，故可以

6、展開為指數(shù)函數(shù)的傅里葉級數(shù)，如果使周期T一8,則周期信號fT（t）就轉(zhuǎn)變成非周期信號。即：oofT（t）的復(fù)指數(shù)傅氏級數(shù)可表示為：fT（t）=ZjCkejMtk=co式中T為周期，皿=2/代表相鄰兩根譜線之間的最小間隔或增量，故可以寫成23=必=一，當(dāng)T-8,A-0即非周期信號相鄰兩根譜線之間的距離將趨近k®0的分量白振幅Ck則趨近于零，但頻譜曲線的形狀不會改變。于0,間斷譜就變成了連續(xù)譜，而f中頻率是kM的分量的振幅Ck則趨近于零，但頻譜形狀不會改變。利用上面的理論對幾種典型的非周期函數(shù)進(jìn)行頻譜分析，如閘門函數(shù)、沖擊函數(shù)、正弦掃頻函數(shù)等（請參閱教材）。非周期信號的頻譜特點是連續(xù)的。

7、非周期信號的頻譜分析是通過傅里葉變換實現(xiàn)的，實際應(yīng)用中一般采用快速傅里葉變換（FFT）實現(xiàn)。三、實驗內(nèi)容在計算機(jī)上使用信號分析虛擬實驗教學(xué)軟件對幾種典型的周期性信號進(jìn)行分解與合成，并對非周期性信號進(jìn)行頻譜分析。1、周期信號分解分別對方波、三角波、鋸齒波等幾種典型的復(fù)雜周期性信號進(jìn)行分解，在確定頻率、幅值和初相位的情況下，觀察和分析各自的頻譜特點及其諧波構(gòu)成特點，并驗證理論的正確性。2、周期信號合成分別對兩個以上的同頻率或不同頻率的正弦信號（幅值和初相位可以是相同或不同）進(jìn)行合成，觀察和分析合成后的波形及其頻譜。根據(jù)周期性信號描述的理論知識，恰當(dāng)?shù)剡x取幾個正弦信號（或余弦信號）試合成三角波和方波

8、，觀察和分析合成后的波形及其頻譜變化情況。3、非周期性信號頻率分析對閘門函數(shù)、沖擊函數(shù)、正弦掃頻函數(shù)、單邊指數(shù)函數(shù)等非周期性信號進(jìn)行頻譜分析，也可對自定義函數(shù)進(jìn)行頻譜分析。四、軟件使用方法簡介（實驗步驟）測試技術(shù)教學(xué)實驗系統(tǒng)軟件是在Windows2000環(huán)境下，由LabView運行庫支持運行。執(zhí)行該軟件后先進(jìn)入主菜單，主菜單中有四個選擇項，可以通過鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行選擇。當(dāng)點擊了信號分解或信號合成按鈕并確定之后，就進(jìn)入下一級菜單。在信號分解子菜單中有如下的一面板：面板左邊第一項為輸入波形設(shè)置開關(guān)，點擊彈出波形設(shè)置面板，可選擇波形的種類（正弦波、余弦波、方波、三角波、鋸齒波等）、頻率、幅值和初相角等。

9、面板左邊第二項為一顯示窗口，用來顯示輸入波形分解后的基頻。面板左邊第二項為顯示分解后的諧波波形選擇項。缺省設(shè)置為顯示直流成分,和1、2、3次諧波波形。最后一項為退出。在信號合成子菜單中有如下的一面板:面板左邊第一項為顯示輸入波形選擇開關(guān)，用來選擇屏幕左邊四個小示波器所顯示的波形。缺省設(shè)置為顯示第0、1、2、3條波形。屏幕右邊是合成后的波形顯示。面板左邊第二項是用來控制被選擇的波形是否進(jìn)行疊加。這是8個按鈕開關(guān),可用鼠標(biāo)點擊來控制。當(dāng)此開關(guān)打開時所對應(yīng)的波形將進(jìn)行合成，否則不進(jìn)行合成。8個按鈕從左到右對應(yīng)0到7號選擇波形。當(dāng)8個按鈕都被選擇時，輸入的波形數(shù)可達(dá)到255條。面板左邊第三項是用來控制

10、彈出一個波形設(shè)置面板，可設(shè)置波形的種類、頻率、幅值和初相等。也可自定義輸出波形，自定義的波形公式直接文本框中(注：寫完后不要回車)。用“t”代表時間，即可表示某種波形隨時間變化的規(guī)律。如：“sin(5xt)最后一項為退出。在非周期性信號頻譜分析子菜單中：當(dāng)點擊進(jìn)入“非周期性信號頻譜分析”時，屏幕左上角的信號源的設(shè)置中設(shè)置信號的參數(shù)。在左邊中部“信號源開關(guān)”中選擇需要顯示的波形即可。一次可選擇多個波形，輸出的波形即為多個波形的疊加。在屏幕的右部顯示輸出的波形及其幅值譜。五、實驗報告要求1、總結(jié)周期性信號的頻譜特性以及對稱性對周期信號頻譜的影響。2、總結(jié)非周期性信號的頻譜特性。3、寫出本次實驗的體

11、會。2、測試裝置動態(tài)特性仿真實驗一、實驗?zāi)康?、加深對一階測量裝置和二階測量裝置的幅頻特性與相頻特性的理解；2、加深理解時間常數(shù)變化對一階系統(tǒng)動態(tài)特性影響；3、加深理解頻率比和阻尼比變化對二階系統(tǒng)動態(tài)特性影響；4、使學(xué)生了解允許的測量誤差與最優(yōu)阻尼比的關(guān)系。二、實驗原理一階測量裝置動態(tài)特性一階測量裝置是它的輸入和輸出關(guān)系可用一階微分方程描述。一階測量裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為：11CDTH(jco)=Ss；=Ss2j21+jcDTT1+()1+()式中：Ss為測量裝置的靜態(tài)靈敏度；工為測量裝置的時間常數(shù)。一階測量裝置的幅頻特性和相頻特性分別為：A( w)=11 + (w )2KQ=arctanwr可

12、知，在規(guī)定S=1的條件下，A(切)就是測量裝置的動態(tài)靈敏度。當(dāng)給定一個一階測量裝置，若時間常數(shù)w確定，如果規(guī)定一個允許的幅值誤差名,則允許測量的信號最高頻率即也相應(yīng)地確定。為了恰當(dāng)?shù)倪x擇一階測量裝置，必須首先對被測信號的幅值變化范圍和頻率成分有個初步了解。有根據(jù)地選擇測量裝置的時間常數(shù)弟以彳證A(a)至1-&能夠滿足。2、二階測量裝置動態(tài)特性二階測量裝置的幅頻特性與相頻特性如下：幅頻特性A()=1/v(1(/°)2)241(/0)2相頻特性&w)=arctg(2E(3/3o)/(1(/皿)2)2A()是己和/切°的函數(shù)，即具有不同的阻尼比七的測試裝置當(dāng)輸入信

13、號頻率相同時，應(yīng)具有不同的幅值響應(yīng)，反之，當(dāng)不同的頻率的簡諧信號送入同一測試裝置時它們的幅值響應(yīng)也不相同，同理具有不同的阻尼比士的測試裝置當(dāng)輸入信號頻率相同時，應(yīng)有不同的相位差。(1).當(dāng)=0時，A()=1;(2).當(dāng)一oo,A()=0;(3).當(dāng)己>0.707時隨著輸入信號頻率的加大，A()單調(diào)的下降，己<0.707時A()的特性曲線2上出現(xiàn)峰值點；(4)如果己=0,A(/=1/J(1(/,)2)=1/(1(/期)2),顯然,其峰值點出現(xiàn)在=6。處。其值為&”，當(dāng)己從0向0.707變化過程中隨著的加大其峰值點逐漸左移，并不斷減小。對以上二階環(huán)節(jié)的幅頻特性的結(jié)論論證如下：(

14、1) .當(dāng)=0時A()=1(2) .當(dāng)一oo時,A()=0(3) .要想得到A()的峰值就要使A()=1/萬(/0)2)24*(/1。)2中的Z(/皿)2)24片(3/a)2取最小值。令：t=(3心0)2f(t)=(1t)2+42t對其求導(dǎo)可得t=1-2巴2時,f(t)取最小值.由于t=儂/所)2>0,所以1-210,22必須小于1/2時,f(t)才有最小值，即己>&/2時，A()不出現(xiàn)峰值點；當(dāng)己<您/2時f(t)=4丁4/,f(t)對己求導(dǎo)得84121)，可以看出f(t)：己屬于0,<2/2時單調(diào)遞增，于是得A()的峰值點A為1/f)=1/j4E24&quo

15、t;；在己屬于0,V2/2遞減。(4) .當(dāng)己=0時A=oo,t=g/00)2,/80=1，即己=0時A()的峰值為oo,且必出現(xiàn)在/。0=1時，當(dāng)E=行/2時,t=0一=0,A()=1.還可以看出，在E屬于0,2/2增大時t=1-2匕2就減小,即f的峰值左平移。(二)阻尼比的優(yōu)化在測量系統(tǒng)中，無論是一階還是二階系統(tǒng)的幅頻特性都不能滿足將信號中的所有頻率都成比例的放大。于是希望測量裝置的幅頻特性在一段盡可能寬的范圍內(nèi)最接近于1。根據(jù)給定的測量誤差，來選擇最優(yōu)的阻尼比。首先設(shè)允許的測量誤差，由第一部分可知，存在一個己使得A(w)峰值接近于1+A,即直線A=1+AA與A(w)相切，且切與A(w)的

16、峰值點。設(shè)這個峰值點為(1)當(dāng)0<己<&時,A(w)與直線A=1+AA有兩個交點為A,B(2)當(dāng)士>&時無交點(3)無論取何值，A(w)與A=1-4A只有一個交點從圖中可以看出，0V七晶時，環(huán)節(jié)的通頻帶為(0,以/必)Y晶時,通頻帶為(0,珈/).此時找出兩種情況下的最寬的通頻帶，在進(jìn)一步比較兩個通頻帶，其中寬的就是誤差為A時的最寬的通頻帶。由于己=彳時,A(w)與直線A=1心A相切，于是可解的：&=41小1/(1+M2)/2令(9A/Wo)=X(a,(3d/Cl)0)=Y(。,于是：24廣，(412)241(1/(1+2)2)X(9=2241+，(4

17、12)241(1/(1時)Y(9=2分別以X(9和丫(E)為目標(biāo)函數(shù)，以0己&和己方與為約束條件，用0.618法求X(9和Y(0的最大值。由于求目標(biāo)函數(shù)的極大化就等于求函數(shù)-f(t)的極小化，于是求X(9和丫(9的極大化就等于求函數(shù)-X(9和-丫(9的極小化。它們可以分別寫成:min X ( $=2 422_224己2)41(1/(1+的)2)其中0<己<1X(E)>0min Y(Q=2(一;22)22241 (1/(1 M2)其中己丫(9 0。對以上兩個數(shù)學(xué)模型用0.618法得到最優(yōu)解分別為max ,& ), ( Ym，&)三、實驗內(nèi)容1、一階測量裝

18、置的動態(tài)特性仿真選擇虛擬的一階測量裝置，分別在不同的輸入信號：周期性信號(正弦波、方波、三角波、鋸齒波等)、沖擊信號、正弦掃描信號、及采樣函數(shù)信號等情況下，改變時間常數(shù)，觀察和分析一階測量裝置的動態(tài)特性變化情況。根據(jù)給定的幅值測量誤差，選擇最優(yōu)的時間常數(shù)，確定有效的頻率測量范圍。1、二階測量裝置的動態(tài)特性仿真選擇虛擬的二階測量裝置，分別在不同的輸入信號：周期性信號(正弦波、方波、三角波、鋸齒波等)、沖擊信號、正弦掃描信號、及采樣函數(shù)信號等情況下，改變頻率比和阻尼比，觀察和分析二階測量裝置的動態(tài)特性變化。根據(jù)給定的幅值測量誤差，選擇最優(yōu)的頻率比和阻尼比，確定有效的頻率測量范圍。四、實驗軟件簡介(

19、實驗步驟)在LabView運行程序支持下，執(zhí)行測試技術(shù)教學(xué)實驗系統(tǒng)軟件，選擇“測量裝置動態(tài)特性仿真”項，進(jìn)入測量裝置動態(tài)特性仿真面板。在此面板上，左上角是輸入波形設(shè)置，左邊中部是測量裝置類型選擇和測量參數(shù)選擇區(qū)。右邊上半部是顯示輸入信號波形和輸出波形，右邊上半部是顯示輸入信號和輸出信號的頻譜。紅色為輸入，白色為輸出。當(dāng)選擇虛擬的一階測量裝置時，確定輸入信號的情況下，改變時間常數(shù)，觀察一階測量裝置動態(tài)特性的變化。在確定測量誤差和頻率范圍的情況下，選擇恰當(dāng)?shù)臅r間常數(shù)。當(dāng)選擇虛擬的二階測量裝置時，確定輸入信號的情況下，改變頻率比和阻尼比，觀察二階測量裝置動態(tài)特性的變化。在確定測量誤差和頻率范圍的情況

20、下，選擇恰當(dāng)?shù)淖枘岜?。五、實驗報?1).總結(jié)一階測量裝置的幅頻特性與時間常數(shù)之間的關(guān)系，與課本中的結(jié)論相比較，看是否正確；(2)、繪出一階測量裝置的三條幅頻曲線驗證你從計算機(jī)上所得的最優(yōu)時間常數(shù)引(3).總結(jié)二階測量裝置的幅頻特性與阻尼比己之間的關(guān)系，與課本中的結(jié)論相比較，看是否正確；(4)、繪出二階測量裝置的三條幅頻曲線驗證你從計算機(jī)上所得的最優(yōu)阻尼比；(5) .寫出本次實驗的體會。實驗二機(jī)械工程測試虛擬儀器設(shè)計實驗、實驗?zāi)康?、 掌握LabVIEW軟件的特點和用途，掌握LabVIEW編程的基本方法；2、 加深理解虛擬儀器的基本概念，采用LabVIEW圖形化編程語言創(chuàng)建/設(shè)計基本的虛擬儀器

21、；3、 通過虛擬儀器應(yīng)用實例，學(xué)習(xí)實用化虛擬儀器設(shè)計的基本方法。二、LabVIEW簡介1、 LabVIEW軟件工具的特點：（ 1）、圖形化的編程方式，和無序?qū)懭魏挝谋靖魇降拇a。（ 2）、既提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點、單步運行，同時提供有獨到的高亮執(zhí)行工具，是程序動畫式運行，利于設(shè)計者觀察程序運行的細(xì)節(jié)，使程序的調(diào)試和開發(fā)更為簡捷。（ 3）、提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)。（ 4）、32bit的編譯器編譯生成32bit的編譯程序，保證用戶數(shù)據(jù)采集、測試和測控方案的高速執(zhí)行。（5）、囊括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485在內(nèi)的各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功

22、能函數(shù)，使得不懂總線標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者也可驅(qū)動不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器。（ 6）、提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行連接的機(jī)制，諸如DDLs（動態(tài)連接庫）、DDE（共享庫）、ActiveX等。（ 7）、強(qiáng)大的Internet功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程測控儀器的開發(fā)。2、 LabVIEW軟件包簡介：LabVIEW系統(tǒng)由LabVIEW應(yīng)用執(zhí)行文件和許多相關(guān)的文件及子目錄組成。LabVIEW使用文件和目錄來存儲創(chuàng)建VI所必需的信息，部分重要的文件和目錄如下：（1）、LabVIEW可執(zhí)行程序，用于啟動LabVIEW。（2）、vi.lib目錄：該目錄包含VI庫，如數(shù)據(jù)采集、儀器控制和分析VI。他必須與

23、LabVIEW可執(zhí)行程序在同一目錄下。不要改變vi.lib目錄的名稱，因為LabVIEW啟動時要查找該目錄。如果改變此名稱，就不能使用眾多的控件和庫函數(shù)。(3)、example目錄：該目錄包含許多VI示例，這些例子示范LabVIEW的功能。(4)、user.lib目錄：用戶創(chuàng)建的VI保存與該目錄并將出現(xiàn)在LabVIEW的FunctionsPalette(函數(shù)選項板)上。(5)、instr.lib目錄：如果希望用戶儀器驅(qū)動程序庫出現(xiàn)在LabVIEW的函數(shù)選項板上，應(yīng)將其放置在該目錄下。3、LabVIEW軟件啟動：當(dāng)雙擊LabVIEW圖標(biāo)啟動軟件時，將出現(xiàn)圖1所示的啟動畫面。在圖1所示的LabVI

24、EW主對話框中有七個選項，LabVIEW軟件包內(nèi)容分別包含在這七個選項中。(1)、NewVINewVI是LabVIEW提供給用戶創(chuàng)建/設(shè)計虛擬儀器的工作環(huán)境。一個VI有兩個部分組成：一個前面板(Panel)和一個流程圖(Diagram)(或稱后面板)，如圖2(a)、(b)所示。前面板的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器的前面板；流程圖的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器與前面板相聯(lián)系的硬件電路。一 丁41戶."-nr I： I . r ' - .uisaciJjIjT-(a)前面板A Ualrikd 1 小2（b）流程圖圖2虛擬波形顯示儀因此，設(shè)計一個虛擬儀器是在兩個窗口中進(jìn)行。第一個是前面板開發(fā)窗

25、口，其標(biāo)志是“Untitledl”，所有虛擬儀器前面板的設(shè)計都是在這個窗口中進(jìn)行并完成；第二個是流程圖編輯窗口，標(biāo)志是"UntitledlDiagram”。（a）、Panel（前面板）及其開發(fā)窗口在選擇了“NewVI”后出現(xiàn)的前面板開發(fā)窗口中，包含主菜單欄（File,Edit,Operate,Project,Windows,Help）和快捷工具欄。設(shè)計制作虛擬儀器前面板，就是用Tools（工具）模板（見圖3所示）中相應(yīng)的工具去取用Controls（控制）模板（見圖4所示）上的有關(guān)控件，擺放到窗口的適當(dāng)位置來組成虛擬儀器前面板。圖3工具模板圖4控制模板（b）、Diagram（流程圖）及

26、其編輯窗口流程圖是圖形化的源代碼，是VI測試功能軟件的圖形化表述。虛擬儀器是由軟件編程實現(xiàn)測試功能的，軟件編程分為兩種：一種是基于傳統(tǒng)的文本式編程方式；另一種是圖形化編程方式。LabVIEW就是采用圖形化編程方式。在流程圖編輯窗口，選用Tools（工具）模板中相應(yīng)的工具去取Functions（功能）模板（見圖5所示）上的有關(guān)圖標(biāo)來設(shè)計制作虛擬儀器流程圖，以完成虛擬儀器的設(shè)計工作。（c）、取用控件和模板的各種方法（見軟件“幫助”有關(guān)內(nèi)容）（d）、主菜單欄及快捷工具欄（見軟件“幫助”有關(guān)內(nèi)容）圖5功能模板三、虛擬儀器設(shè)計入門（一）、工具模板（ToolsPalette）使用練習(xí)（二）、控制模板（Co

27、ntrolsPalette）使用練習(xí)（三）、功能模板（FunctionsPalette）使用練習(xí)（四）、創(chuàng)建VI練習(xí)使用LabVIEW開發(fā)平臺創(chuàng)建虛擬儀器就是編制圖形化程序，該圖形化程序是虛擬儀器程序，簡稱VI°* 虛擬儀器程序VI有兩部分組成：前面辦程序與流程圖程序（詳見相關(guān)內(nèi)容）。* 虛擬儀器程序VI的設(shè)計步驟：1、在前面板設(shè)計窗口設(shè)置控件，并創(chuàng)建“流程圖”中的端口。2、在流程圖編輯窗口放置節(jié)點、圖框，并創(chuàng)建前面板控件。3、數(shù)據(jù)流編程。4、運行檢驗。5、數(shù)據(jù)觀察。6、命名存盤。* 程序調(diào)試步驟：1、找出語法錯誤。2、慢速跟蹤程序的運行。3、斷點與單步執(zhí)行。4、設(shè)置探針。* 簡單V

28、I創(chuàng)建：虛擬正弦波顯示器設(shè)計練習(xí)：1、功能描述用WaveformGraph控件記錄一個正弦波序列。2、設(shè)計提示端口的生成有兩種方式，任選一種，具體方法參見有關(guān)內(nèi)容。本例采用從前面板放置控件的方式。主要設(shè)計步驟如下：（ 1） 、前面板設(shè)計。* 放置圖形控件1。執(zhí)行Controls>>Graph>>WaveformGraph操作。圖形控件為輸出顯示型控件，選“WaveformGraph”控件。* 放置數(shù)字控件2。執(zhí)行Controls>>Numeric>>Knob操作。數(shù)字空間為輸入控制型控件，用來設(shè)置顯示器的橫坐標(biāo)，即采樣間隔。（2）、流程圖編輯。*

29、 打開流程圖編輯窗口“Diagram”。與前面板圖形控件對應(yīng)的端口應(yīng)出現(xiàn)在流程圖編輯窗口中。* 放置正弦信號圖表。正弦信號圖表的調(diào)用路徑：執(zhí)行Functions>>Numeric>>Trigonometric>>Sine操作。* 放置ForLoop循環(huán)結(jié)構(gòu)。執(zhí)行Functions>>Structure>>ForLoop操作。* 連線。* 3）、存文件。* 4）、運行程序。四、虛擬儀器設(shè)計范例1、虛擬信號發(fā)生器2、虛擬頻譜分析儀3、采樣定理AiIkBloi.fafEwSjl-Er卜T量r*_=/五、虛擬儀器設(shè)計要求1、設(shè)計虛擬n!階乘運

30、算器2、設(shè)計虛擬示波器（顯示正弦信號時域波形）實驗三傳感器性能標(biāo)定實驗1、金屬箔式應(yīng)變片一一單臂電橋性能實驗一、實驗?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，單臂電橋工作原理和性能。二、基本原理：電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：AR/R=Ke式中AR/R為電阻絲電阻相對變化，K為應(yīng)變靈敏系數(shù)/=Al/l為電阻絲長度相對變化，金屬箔式應(yīng)變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過它轉(zhuǎn)換被測部位受力狀態(tài)變化、電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電壓反映了相應(yīng)的受力狀態(tài)。，對單臂電橋輸出電壓Uoi=EK£/4。

31、三、需用器件與單元：應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)０濉?yīng)變式傳感器-電子秤、祛碼、數(shù)顯表、士15V電源、土4V電源、萬用表（自備）。四、實驗步驟：1、根據(jù)圖（1-1）應(yīng)變式傳感器（電子秤）已裝于應(yīng)變傳感器模板上。傳感器中各應(yīng)變片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加熱絲也接于模板上，可用萬用表進(jìn)行測量判別，R1=R2=R3=R4=350Q,加熱絲阻值為50左右圖1-1應(yīng)變式傳感器安裝示意圖2、接入模板電源土15V（從主控臺引入），檢查無誤后，合上主控臺電源開關(guān)，將實驗?zāi)０逭{(diào)節(jié)增益電位器Rw3順時針調(diào)節(jié)大致到中間位置，再進(jìn)行差動放大器調(diào)零，方法為將差放的正負(fù)輸入端與地短接，輸出端與主控臺面板上數(shù)顯表

32、輸入端Vi相連，調(diào)節(jié)實驗?zāi)０迳险{(diào)零電位器RW4,使數(shù)顯表顯示為零（數(shù)顯表的切換開關(guān)打到2V檔）。關(guān)閉主控箱電源（注意：當(dāng)Rw3、Rw4的位置一旦確定，就不能改變。一直到做完實驗三為止）。3、將應(yīng)變式傳感器的其中一個電阻應(yīng)變片Ri（即模板左上方的Ri）接入電橋作為一個橋臂與R5、R6、R7接成直流電橋（R5、R6、R7模塊內(nèi)已接好），接好電橋調(diào)零電位器Rwi,接上橋路電源土4V（從主控臺引入）如圖12所示。檢查接線無誤后，合上主控臺電源開關(guān)。調(diào)節(jié)Rwi,使數(shù)顯表顯示為零。接主拄箱接歌員表 電源輸出砧地C r應(yīng)變傳感器實驗?zāi)０?RW3 URvw© 工:苫c二1 n 二(3 -CD- CZ

33、i-1/ RPRW3RIORiVol |_L）圖1-2應(yīng)變式傳感器單臂電橋?qū)嶒灲泳€圖4、在電子稱上放置一只祛碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加祛碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值,直到200g（或500g）祛碼加完。記下實驗結(jié)果填入表11,關(guān)閉電源。重量（g）20406080100120140160180200電壓（mv）0.0040.0100.0150.0210.0270.0330.0380.0440.0500.0565、根據(jù)表11計算系統(tǒng)靈敏度S=AU/AW（AU輸出電壓變化量，AW重量變化量）和非線性誤差必產(chǎn)Am/yF.sx100%式中Am為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差：yFs滿量程輸

34、出平均值，此處為200g（或500g）。五、思考題：單臂電橋時，作為橋臂電阻應(yīng)變片應(yīng)選用：（1）正（受拉）應(yīng)變片（2）負(fù)（受壓）應(yīng)變片（3）正、負(fù)應(yīng)變片均可以。2、電渦流位移傳感器性能實驗一、實驗?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測量位移的工作原理和特性。二、基本原理：通過高頻電流的線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)有導(dǎo)電體接近時，因?qū)щ婓w渦流效應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗，而渦流損耗與導(dǎo)電體離線圈的距離有關(guān)，因此可以進(jìn)行位移測量。三、需用器件與單元：電渦流傳感器實驗?zāi)０?、電渦流傳感器、直流電源、數(shù)顯單元、測微頭、鐵圓片。四、實驗步驟：1、根據(jù)圖21安裝電渦流傳感器。接主控箱電源輸出接主控箱數(shù)顯表圖22電渦流傳感器位移實驗接線圖2、觀察

35、傳感器結(jié)構(gòu)，這是一個平繞線圈。3、將電渦流傳感器輸出線接入實驗?zāi)０迳蠘?biāo)有L的兩端插孔中，作為振蕩器的一個元件。4、在測微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。5、將實驗?zāi)０遢敵龆薞o與數(shù)顯單元輸入端Vi相接。數(shù)顯表量程切換開關(guān)選擇電壓20V檔。6、用連結(jié)導(dǎo)線從主控臺接入15V直流電源接到模板上標(biāo)有+15V的插孔中。7、使測微頭與傳感器線圈端部接觸，開啟主控箱電源開關(guān)，記下數(shù)顯表讀數(shù)，然后每隔0.2mm讀一個數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹?。將結(jié)果列入表21。表2-1電渦流傳感器位移X與輸出電壓數(shù)據(jù)X(mm)00.20.40.60.81.01.21.41.61.8V(v)4.765.516.

36、176.767.277.698.098.448.759.042.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.09.309.549.759.9210.0810.2310.3710.4910.6010.6910.734.24.44.64.85.05.210.7610.7810.7910.8010.8110.818、根據(jù)表21數(shù)據(jù)，畫出VX曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進(jìn)行正、負(fù)位移測量時的最佳工作點，試計算量程為1mm、3mm及5mm時的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。五、思考題：1、電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測量土5mm的量程應(yīng)如何設(shè)計傳感器?2、用電

37、渦流傳感器進(jìn)行非接觸位移測量時，如何根據(jù)量程選用傳感器。3、傳感器動態(tài)性能標(biāo)定實驗一、實驗?zāi)康?、了解電渦流位移傳感器和壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其應(yīng)用。2、熟悉電渦流位移傳感器和壓電加速度傳感器靈敏度標(biāo)定所用儀器。3、掌握電渦流位移傳感器和壓電加速度傳感器動態(tài)靈敏度標(biāo)定的校準(zhǔn)臺法，了解其他的標(biāo)定方法。二、實驗原理（一）、壓電加速度傳感器靈敏度標(biāo)定1、靈敏度壓電加速度傳感器的靈敏度有兩種表示方法：當(dāng)它與電荷放大器配合使用時，用電荷靈敏cQ八2Sq=(PC/ms)度Sq表示。即：與電壓放大器配合使用時用電壓靈敏度Sv表示。即：式中Q-壓電傳感器輸出電荷(PC);Ua2Sv=(mV/ms)

38、aUa-壓電傳感器的開路電壓(mV);a被測加速度(ms-2)。因為Ua=Q/(Ca+Cc),所以有：Sq=Sv(Ca+Cc)。其中：Ca為傳感器自身電容；&為電纜電容。2、壓電加速度傳感器靈敏度的標(biāo)定方法實驗室常用的標(biāo)定方法一般有校準(zhǔn)臺法、比較法和互易法三種。(1)、校準(zhǔn)臺法加速傳感器校準(zhǔn)臺是一個能產(chǎn)生一定頻率和一定加速度峰值的振動臺。例如，本實驗中所使用的“JX-3B型振動傳感器校準(zhǔn)儀”，其內(nèi)部可產(chǎn)生頻率為10Hz1280Hz、加速度峰值為2.5m/s2100m/s2(傳感器重量H00g)的標(biāo)準(zhǔn)正弦加速度信號。其電路原理中g(shù)圖如圖1所示。將被標(biāo)定的加速度傳感器直接安裝在振動系統(tǒng)的臺

39、面上，使其承受峰值為10m/s2加速度的振動，根據(jù)前置放大器的輸出電壓值便可確定傳感器的靈敏度值。這種標(biāo)定方法的標(biāo)定精度為62%。注意電荷放大器是先將加速度傳感器輸出的電荷量轉(zhuǎn)換成電壓量，然后再經(jīng)放大輸出。確定傳感器的電荷靈敏度時，要考慮放大器的增益。(2)、比較法此方法是取一個經(jīng)過計量部門標(biāo)定過的加速度傳感器和前置放大器作為基準(zhǔn)，與需求校準(zhǔn)的加速度傳感器作對比試驗，確定被標(biāo)定傳感器的靈敏度。標(biāo)定時，將被標(biāo)定傳感器與基準(zhǔn)傳感器按背靠背的方式裝在同一軸線上，承受同樣的振動。分別測量出被標(biāo)定傳感器與基準(zhǔn)傳感器的輸出振動量，然后折算出被標(biāo)定傳感器的靈敏度。(3)、互易法此法不是通過直接測量振動量來確

40、定靈敏度，而是應(yīng)用互易原理，采用測量其他電量的方法求得靈敏度。一般情況下可以用兩個同類型的加速度傳感器進(jìn)行互易，也可以用加速度傳感器與振動臺內(nèi)部的速度線圈進(jìn)行互易。這種方法的標(biāo)定精度可達(dá)到0.5%。（二）、電渦流位移傳感器靈敏度標(biāo)定電渦流位移傳感器實質(zhì)上是一個扁平狀線圈,它與電容組成并聯(lián)諧振回路,如圖2所示。其諧振頻率為30當(dāng)線圈與導(dǎo)體間距離 x改變時, 電壓隨之變化，電壓 Vo與距離 小便可測得距離x的量值。圖2并聯(lián)諧振回路I,此時回路阻抗最大。在測量以前，傳感器遠(yuǎn)離被測導(dǎo)體，線圈中通以一定頻率的交變電流由線圈與電容組成的并聯(lián)諧振回路的阻抗會改變，回路輸出x存在一定關(guān)系，即Vo=h（x）,如

41、圖3所示。由輸出電壓的大Vo圖3并聯(lián)諧振回路輸出電壓與距離之間的關(guān)系電渦流位移傳感器的靈敏度值Sv可按下式求得：cV。，、Sv=（mv/pm）x（三）、傳感器和測量系統(tǒng)的動態(tài)特性標(biāo)定傳感器和測量系統(tǒng)的動態(tài)特性標(biāo)定的目的是確定傳感器和測量系統(tǒng)的頻率使用范圍、誤差和相位特性。通過幅頻特性可確定測量系統(tǒng)的頻響和幅值誤差，通過相頻特性可確定測量系統(tǒng)的輸入和輸出之間的相位差。本實驗主要測量幅頻特性。當(dāng)振動臺的振幅恒定，改變其振動頻率，測量出被標(biāo)定傳感器相應(yīng)于各頻率下的輸出量。以頻率比f/fn（振動臺的激勵頻率和傳感器固有頻率之比）為橫坐標(biāo)，以幅值比Ai/Ao（被標(biāo)定傳感器的輸出值與振動臺輸入信號幅值之比

42、）為縱坐標(biāo)，即可得幅頻特性曲線。幅頻特性1仁1J22.丫Am曲線的平直部分即為理想的動態(tài)范圍。從幅頻特性曲線上讀取峰值A(chǔ)m,由下式求得傳感器的傳感器的固有頻率遠(yuǎn)小于這時加速度傳感器的固有求傳感器的固有頻率fn以下兩種情況：當(dāng)標(biāo)定位移傳感器時,振動頻率，這時位移傳感器的固有頻率為:fn=fJi2個當(dāng)標(biāo)定加速度傳感器時，傳感器的固有頻率遠(yuǎn)大于振動頻率,頻率為:fn=1三、實驗裝置1、JX-3型振動傳感器校準(zhǔn)儀一臺2、DHF-3型電荷放大器一臺3、雙蹤示波器一臺4、85745系列前置器一臺5、YD-1型壓電式傳感器一個6、電渦流位移傳感器一個7、數(shù)字萬用表一個四、實驗內(nèi)容及步驟（一）、YD-1型壓電

43、式加速度傳感器靈敏度標(biāo)定1、 將加速度傳感器用M5螺絲頭固定在校準(zhǔn)儀振動臺面上。注意：安裝傳感器時應(yīng)使用傳感器固定扳手，以防損壞校準(zhǔn)儀振動臺彈簧。2、 將被標(biāo)定的加速度傳感器與電荷放大器的輸入端連接；將電荷放大器的輸出端與數(shù)字萬用表的交流電壓輸入端連接，輸入電壓一般應(yīng)小于2V。實驗儀器連接框圖如圖4所示。注意：電荷放大器的設(shè)置請參考DHF-3型電荷放大器的使用說明。速度計圖4加速度傳感器靈敏度標(biāo)定實驗儀器框圖3、 將“頻率選擇”開關(guān)置于“80Hz”。在標(biāo)定傳感器時，一般應(yīng)將頻率定在“80Hz”。4、 將“功能選擇”開關(guān)置于“加速度”位置。5、 將“增益調(diào)節(jié)”電位器調(diào)至最?。蝗缓髮㈦娫撮_關(guān)置于“

44、開”。6、 調(diào)節(jié)“增益調(diào)節(jié)”電位器，使校準(zhǔn)臺振動加速度輸出幅值為10（m/s2）。此時顯示窗示值為：10.0。7、 用示波器觀察電荷放大器輸出電壓的波形，應(yīng)為不失真的正弦波；同時，用數(shù)字萬用表的交流電壓擋測量電荷放大器的輸出電壓。8、 根據(jù)電荷放大器輸出電壓的實測值和電荷放大器在輸入加速度為10（m/s2）時的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓值，即可計算出被測傳感器的標(biāo)定誤差。4H至慶左標(biāo)準(zhǔn)值實測值標(biāo)準(zhǔn)值100%10m/s2 時,感器依次固定在校準(zhǔn)儀控制面板上（見圖6所示）。圖6電渦流傳感器動態(tài)標(biāo)定安裝圖2）、將電渦流傳感器、前置器、示波器及數(shù)字萬用表正確連接（見圖7所示）。注意：標(biāo)準(zhǔn)值是由電荷放大器設(shè)置所決定的

45、輸出電壓的理想值。當(dāng)輸入加速度為電荷放大器的理想輸出電壓值應(yīng)為1V（峰值），則數(shù)字萬用表上的理想電壓值讀數(shù)應(yīng)為707.00mV（有效值）。亦即理想電壓靈敏度應(yīng)該為Sv理=10mV/ms-2,若傳感器總電容值為800PF時，理想電荷靈敏度為：2SQ理=8.00PC/ms。9、加速度傳感器實際電荷靈敏度標(biāo)定值為:一PB'a八,Sq實=-B（PC/ms）A式中：P-電荷放大器輸出電壓峰值（mV）;B-電荷放大器靈敏度設(shè)定旋紐設(shè)定值（PC/ms-2）；a校準(zhǔn)臺振動加速度輸出幅值（取a=10m/s2）；A-電荷放大器輸出增益值（mV/Unit）。（二）、電渦流位移傳感器的動態(tài)靈敏度標(biāo)定1）、將測

46、試臺面、電渦流傳感器固定支架、傳感器固定套及電渦流傳圖7電渦流傳感器動態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)框圖3）、將前置器電源接線端子與-24V電源正確連接。4）、將“頻率選擇”開關(guān)置于“80Hz”。5）、將“功能選擇”開關(guān)置于“位移”位置。6）、將“增益調(diào)節(jié)”電位器調(diào)至最??；電源開關(guān)置于“開”。7）、將傳感器的間隙電壓調(diào)至8.5V（直流）左右。8）、根據(jù)被測傳感器的滿量程值，調(diào)節(jié)“增益調(diào)節(jié)”電位器，使校準(zhǔn)儀的振動位移輸出幅值為一適當(dāng)值。此時，顯示窗顯示為位移的峰峰值，如100m。9）、用數(shù)字萬用表測量前置器的輸出交流電壓；用示波器監(jiān)視輸出電壓波形。根據(jù)數(shù)字萬用的電壓讀數(shù)（實測值），可得傳感器的標(biāo)定靈敏度SF-F（m

47、V/Nm）。電渦流位移傳感器標(biāo)定靈敏度相對誤差為：標(biāo)準(zhǔn)值實測值標(biāo)準(zhǔn)值X100 %式中：標(biāo)準(zhǔn)值-傳感器標(biāo)稱靈敏度（一般為8mV/Nm）。（三）、傳感器及測量系統(tǒng)動態(tài)特性標(biāo)定標(biāo)定加速度傳感器及測量系統(tǒng)的動態(tài)特性。1、完成加速度傳感器靈敏度標(biāo)定步驟1、2。2、將“功能選擇”開關(guān)置于“加速度”位置。3、將“增益調(diào)節(jié)”電位器調(diào)至最小；然后將電源開關(guān)置于“開”。4、將“頻率選擇”開關(guān)分別依次置于“40Hz”、“80Hz”、“160Hz”、“320Hz”和“640Hz”位置，相應(yīng)的在各個頻率下，調(diào)節(jié)“增益調(diào)節(jié)”電位器，使校準(zhǔn)臺振動加速度輸出幅值保持為10（m/s2）。5、用數(shù)字萬用表交流電壓擋測量電荷放大器

48、的輸出電壓。6、根據(jù)電荷放大器輸出電壓的實測值和相應(yīng)的校準(zhǔn)臺振動頻率之間的一一對應(yīng)關(guān)系，即可得出加速度傳感器及測量系統(tǒng)的幅頻動態(tài)響應(yīng)曲線。五、實驗報告要求1、加速度傳感器靈敏度標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)列于下表：表1加速度傳感器靈敏度標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)序號名稱數(shù)值序號名稱數(shù)值1激振頻率（Hz）(80)6數(shù)字電壓表電壓讀數(shù)（mV）2輸入加速度幅值（ms-2）(10.0)7傳感器電壓靈敏度標(biāo)定（mV/ms-2）3電荷放大器靈敏度設(shè)（PC/ms2）（Sq理）8傳感器電荷靈敏度標(biāo)定（mV/ms-2）4電荷放大器增益設(shè)置（mV/unit）(100)9電壓靈敏度標(biāo)定值相對誤差（）5電荷放大器輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)（mV）(1000)1

49、0電荷靈敏度標(biāo)定值相對誤差（）2、電渦流位移傳感器靈敏度標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)列于下表：1）、動態(tài)標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)表2電渦流位移傳感器動態(tài)標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)1校準(zhǔn)儀輸出位移幅值（峰-峰值）（Nm）(100)2數(shù)字力用表交流電壓讀數(shù)（mV）3位移傳感器標(biāo)稱靈敏度（mV/Pm）(8mV/M-m)4位移傳感器標(biāo)定靈敏度（mV/Pm）5位移傳感器標(biāo)定靈敏度誤差（）3、 測量系統(tǒng)動態(tài)特性標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)表2傳感器及測量系統(tǒng)動態(tài)特性標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)1校準(zhǔn)臺輸出振動加速度幅值（m/s2）(10.0)2校準(zhǔn)臺振動頻率（Hz）40801603206403數(shù)字力用表交流電壓讀數(shù)（mV）4測量頻率范圍內(nèi)幅值最大誤差（dB）根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出幅頻

50、響應(yīng)曲線圖?？v坐標(biāo)采用對數(shù)坐標(biāo)。4、分析影響加速度傳感器和位移傳感器靈敏度標(biāo)定誤差的主要因素；提出提高傳感器靈敏度精度的主要措施。5、寫出本次實驗的體會。附錄：（有關(guān)儀器使用指南）DHF-3型電荷放大器使用步驟及方法：1、 按照實驗要求連接好電荷放大器，接通電源（220V,50Hz）。2、 開機(jī)檢查：在開機(jī)、關(guān)機(jī)及開關(guān)換擋時，允許零點有暫時跳動（過載指標(biāo)燈可能暫時發(fā)亮），然后自動復(fù)零（過載指標(biāo)燈熄滅）。3、 靈敏度適調(diào)開關(guān)位置選擇：按電荷靈敏度Sq選擇適調(diào)開關(guān)位置。例如YD-1型加速度計適調(diào)開關(guān)位置置于8.00PC/ms-2位置。4、 增益開關(guān)位置選擇：因輸出電壓最大為610V（峰值），則旋紐

51、上所標(biāo)四擋可測之最大加速度分別為：0.1mv/unit1mv/unit10mv/unit100mv/unit100000m/s210000m/s21000m/s2/cc,2100m/s如果被測加速度約為3000m/s2,則增益開關(guān)應(yīng)選用在1mv/unit檔位置。在其它檔位會產(chǎn)生過載使信號失真或輸出小于1V現(xiàn)象。如果被測加速度約為幾十個m/s2時，則增益開關(guān)應(yīng)選用在100mv/unit檔位置。5、濾波開關(guān)位置選擇：低通濾波器開關(guān)位置選擇根據(jù)具體情況決定，原則是保證有用信號通過，濾除高頻干擾信號。速度”和“位6、加速度、速度、位移開關(guān)選擇：根據(jù)具體測量狀態(tài)決定選擇“加速度”移”不同的測量檔位。實驗

52、四動態(tài)測量信號調(diào)理實驗1、壓電式傳感器測振動實驗一、實驗?zāi)康模毫私鈮弘妭鞲衅鞯臏y量振動的原理和方法。二、基本原理：壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和受壓的壓電片等組成。（觀察實驗用壓電加速度計結(jié)構(gòu)）工作時傳感器感受與試件相同頻率的振動，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在晶片上，由于壓電效應(yīng)，壓電晶片上產(chǎn)生正比于運動加速度的表面電荷。三、需用器件與單元：振動臺、壓電傳感器、檢波、移相、低通濾波器模板、壓電式傳感器實驗?zāi)０濉ｋp蹤示波器。四、實驗步驟：1、壓電傳感器已裝在振動臺面上。2、將低頻振蕩器信號接入到臺面三源板振動源的激勵源插孔。接低通濾波器圖1壓電式傳感器性能實驗接線圖3、將壓電傳感器輸出兩端插

53、入到壓電傳感器實驗?zāi)０鍍奢斎攵?，見圖1,與傳感器外殼相連的接線端接地，另一端接R1。將壓電傳感器實驗?zāi)０咫娐份敵龆薞01,接R6。將壓電傳感器實驗?zāi)０咫娐份敵龆薞02,接入低通濾波器輸入端Vi,低通濾波器輸出V。與示波器相連。4、合上主控箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度旋鈕使振動臺振動，觀察示波器波形。5、改變低頻振蕩器的頻率，觀察輸出波形變化。6、用示波器的兩個通道同時觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形。2、電渦流傳感器測量振動實驗一、實驗?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測量振動的原理與方法。二、基本原理：根據(jù)電渦流傳感器位移特性，根據(jù)被測材料選擇合適的工作點即可測量振幅。三、需用器件與單元：主機(jī)箱、電渦流傳感器實驗?zāi)０?、電渦流傳感器、振動源、低通濾波器、示波器。四、實驗步驟：1、根據(jù)圖1安裝電渦流傳感器（逆時針轉(zhuǎn)出壓緊螺母，裝上傳感器安裝支架再順時針轉(zhuǎn)動壓緊蜷母）并接線。超期降人 t f 提交VIR1M欣霓騙出O傳嚙籥妄裝支槊傳感箱拒功用型支笠示微圍聾同期叵甲X 圭同力莊峨正移相器:相域檢波器5 ViSKHitL低