實驗1 電感式傳感器——差動變壓器性能測試實驗?zāi)康幕咎匦浴嶒炂骷纛l振蕩器、測微頭、示波器、主副電源、差動變壓器。旋鈕初始位置4kHz～8kHz，雙線示波器每格讀數(shù)為后面所對應(yīng)的數(shù)字，觸發(fā)選擇“第一通道關(guān)閉。實驗原理電感傳感器是一種基于互感的原理，將位置量的變化(即位移)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姼辛孔兓膫鞲衅?。如圖1所示，它由初級線圈、次級線圈L1L2P構(gòu)成，本質(zhì)上，它是一個變壓器，且因其兩個次級線L=u0=–2=，u1u0>u1<u2，故u0<0，且鐵心偏離中心位置越大越大。其輸出特性曲如圖所示。uiCH1LuiCH11u2x

u=u-u0 1 2示波器CH2電路uuu2u1u0x輸出特性圖1 差動變壓器式傳感器的工作原理實驗步驟1、根據(jù)圖2接線，將差動變壓器、音頻振蕩器（注意：輸出為LV）、雙線示波器連接起來，組成一個測量線路。開啟主、副電源，將示波器探頭分別接至差動變壓器的輸入端和輸出端，觀察差動變壓器初級線圈音頻振蕩器激勵信號峰峰值為2V。LL音頻振蕩器vLL0示波器iL0圖2 器件連接圖((兩線圈兩上極聯(lián)在一起，示波器兩通道均不能接地)2使振動平臺向上移動。30.2mm，用S(S＝Δu/Δx為對應(yīng)振動平臺的位移變化)，并作出u-x關(guān)系曲線。1-1位移與輸出電壓之間的關(guān)系x/mm54.84.6…0.20-0.2…-4.8-5u/mv0思考題1、根據(jù)實驗結(jié)果，指出線性范圍。2、當(dāng)差動變壓器中磁棒的位置由上到下變化時，雙線示波器觀察到的波形相位會發(fā)生怎樣的變化？3、用測微頭調(diào)節(jié)振動平臺位置，使示波器上觀察到的差動變壓器的輸出端信號為最小，這個最小電壓稱作什么？由于什么原因造成？實驗2 電容傳感器性能測試實驗原理差動式同軸變面積型電容傳感器的兩組電容片C 與C 作為雙Tx1 x2電橋的兩臂，當(dāng)電容量發(fā)生變化時，橋路輸出電壓發(fā)生變化。此圓筒形電容器的電容計算式為（與差動變壓器實驗的螺旋測微器相同）xC 0 ln(r2

/r)1式中，x——內(nèi)圓筒與外圓筒覆蓋部分的長度，m；r、r——筒的內(nèi)半徑與外半徑，即工作半徑，m；1 2定極1動極x2圖2-1差動式同軸變面積型電容傳感器電容變換器①電容變換器①②電容差動低通毫伏表示波器CC1 2Cx1①換器③+V~-C②x2V0增益2-2實驗接線圖實驗器件電容傳感器、電容傳感器實驗?zāi)K、激振器I、測微儀實驗要求u-x曲線，求出靈敏度S

u。x實驗步驟1、觀察電容傳感器結(jié)構(gòu)，傳感器由一個動極與兩個定級組成，連接主機(jī)與實驗?zāi)K的電源線及傳感器接口，按圖2-2接線，增益適當(dāng)；2、打開主機(jī)電源，用測微儀帶動傳感器動極，移至兩定極中間，調(diào)整調(diào)零電位器，使模塊電路輸出電壓為零；3、上下移動動極，每次移動0.1mm，直至動靜極完全重合為止，記錄數(shù)據(jù)，作出v-x曲線，求出靈敏度；2-1位移與輸出電壓之間的關(guān)系u/v45I”動，從示波器中觀察輸出電壓及其波形；注意事項電容傳感器動極須置于兩環(huán)型定極中間，安裝時，須仔細(xì)調(diào)整，實驗過程中，動極與定極不能出現(xiàn)碰擦，否則信號會發(fā)生突變。實驗3 壓電加速度傳感器的動態(tài)響應(yīng)實驗實驗?zāi)康牧私鈮弘妭鞲衅鞯脑怼⒔Y(jié)構(gòu)及應(yīng)用。實驗單元低頻振蕩器、電荷放大器、低通濾波器、單芯屏蔽線、壓電傳感/振動平臺。旋鈕的初始位置低頻振蕩器的幅度旋鈕置于最小，電壓/頻率表置于2kHz檔。實驗原理壓電加速度傳感器是一種發(fā)電型的、有源傳感器，其壓電元件是典型的力敏元件，即在壓力、應(yīng)力、加速度等外力作用下，其電介質(zhì)表面會產(chǎn)生一定的電荷，從而實現(xiàn)非電量的電測。電荷放大器

低通濾波器 示波器~壓電傳感器~3-1實驗接線圖實驗部件壓電加速度傳感器、電路實驗?zāi)K、激振器II/示波器。實驗要求驗證壓電加速度傳感器是一種對外力變化敏感的傳感器。實驗步驟1、觀察壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖3-1的電路結(jié)構(gòu)，用線將壓電傳感器、電荷放大器、低通濾波器、雙線示波器連接起來，組成一個測量線路。2、將頻率表的輸入端與低頻振蕩器的輸出端相連，再將低頻振蕩信號接入振動臺的激振線圈II，使其由上極輸入，下極接地。3、調(diào)整示波器，先將低頻振蕩器的調(diào)幅旋鈕調(diào)至最大并保持不動，然后調(diào)節(jié)頻率，調(diào)節(jié)時，用頻率表監(jiān)測頻率的變化，用示波器讀出峰值(即為電壓)，并填入表3-1。3-1頻率-電壓表f/Hzu/v5712151720254、用示波器的另一通道觀察磁電式傳感器的輸出波形，并與壓電波形相比較，觀察其波形的相位差。注意事項激振時，懸臂梁振動頻率不能過低（如低于5Hz），否則傳感器的輸出不穩(wěn)定。思考題1、根據(jù)實驗結(jié)果，試估算出振動臺的自振頻率。2波形的相位差Δ大致為多少？并說明原因。實驗4 應(yīng)變片電橋性能測試實驗?zāi)康拇_定電阻應(yīng)變片測量裝置的靈敏度。實驗單元直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、電橋、測微計、電壓/頻率表、縱向與橫向安裝的箔式應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片。實驗原理電阻應(yīng)變片測量裝置的框圖和參數(shù)變換原理如圖4-1所示。位移位移x應(yīng)變電阻變化R電壓變化U測微計 應(yīng)變梁 應(yīng)變片 電橋及放大器4-1電阻應(yīng)變片測量裝置的框圖與參數(shù)變換原理測量裝置的輸入為應(yīng)變梁一端的位移x，輸出為應(yīng)變片電橋的輸出電壓U

，則電阻應(yīng)變片測量裝置的靈敏度為oSUx實驗方法檢查各單元旋鈕的初始位置2v檔，V/F表置于V20v檔，差動放大器增益旋鈕置于最大。大器增益旋鈕置于最大。組橋電橋單元和差動放大器面板如圖4-2a、b所示。電橋單元上部的R1

、R和R2

分別為備用的橋x

表示外接橋臂電阻(如應(yīng)變片或固定電阻)；3組)4-3所示。10Rx10RxR11178R3192R23rRP4561+32_45調(diào)零增益電橋單元 b)差動放大器面板4-2電橋單元和差動放大器面板4 10R1R1R+xVRP28_11R2R3-4v

5 9電橋平衡網(wǎng)絡(luò)

差動放大器 直流電壓表4-3測量電路的組成調(diào)整測量電路差動放大器調(diào)零：用導(dǎo)線將差動放大器的同向輸入端、反向輸入端與地線相連，電壓表量程置于2V檔。調(diào)整差動放大器增益旋扭，并調(diào)至最大，再調(diào)整差動放大器的調(diào)零旋扭，使電壓表指示為零。穩(wěn)定后，斷開差動放大器電源，去掉差動放大器輸入端的導(dǎo)線，V/F表置于20V檔。()；②將直流穩(wěn)壓電源4V檔，接通差動放大器電源，調(diào)整電橋平衡電位器RP，使電壓表指示為零；③穩(wěn)定數(shù)分鐘后，將電壓表量程置于2V檔，再仔細(xì)調(diào)零。測量應(yīng)變片電橋的輸出電壓旋轉(zhuǎn)測微計進(jìn)行加載，使梁的自由端向下產(chǎn)生位移，每次移動0.5mm(40.534-1。x/mmu/vu/v

4-1位移-電壓表0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0重新實驗20換成沿應(yīng)變梁橫向安裝的補償片重新進(jìn)行實驗。②選擇半導(dǎo)體應(yīng)變片，重新進(jìn)行實驗。實驗報告處理測試數(shù)據(jù)分別作出U x的標(biāo)定曲線和擬合曲線計算測量裝置的靈敏度S、S1 2

與S 。3思考題松比？與箔式應(yīng)變片相比，半導(dǎo)體應(yīng)變片有何特點？實驗5 霍爾傳感器—振幅測量實驗?zāi)康牧私饣魻柺絺鞲衅髟谡駝訙y量中的應(yīng)用。實驗部件霍爾片、磁路系統(tǒng)、差動放大器、電橋、移相器、相敏檢波器、線圈II、雙線示波器。旋鈕初始位置差動放大器增益旋至最大值，音頻振蕩器1kHz。實驗步驟1、開啟主副電源，差動放大器輸入短接并接地，調(diào)零后，關(guān)閉主副電源。移相器相敏音頻振蕩器0oCr霍爾片 /12+檢波器低通濾波器示波器~-WDw-WDwA差動2、根據(jù)圖4-1的電路結(jié)構(gòu)，將霍爾傳感器、直流穩(wěn)壓電源、電橋平衡網(wǎng)絡(luò)、差動放大器、電壓表連接起來，組成一個測量線路（電壓表應(yīng)置于20V檔），并將差動放大器增益置于最小位置。3、開啟主副電源，轉(zhuǎn)動測微頭，將振動平臺中間的磁鐵與測微（臺處于自由靜止?fàn)顟B(tài)）。4、調(diào)整電橋平衡電位器W 和W，使電壓/頻率表指示為零。A D5、去除差動放大器與電壓表的連線，將差動放大器的輸出與示/2kHz振線圈II/頻率表監(jiān)測頻率。6、將低頻振蕩器的調(diào)幅旋鈕固定于某一位置，調(diào)節(jié)低頻振蕩頻率(用頻率表監(jiān)測頻率)，用示波器讀出低通濾波器輸出的