《传感器与检测技术》实验指导书(四个实验).docx
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1、传感器与检测技术实验指导书(四个实验)实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验一、实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥工作原理和性能。二、基本原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时,英电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:R/R=K式中AR/R为电阻丝的电阻相对变化值,K为应变灵敏系数,t =Al/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,用它来转换被测部位的受力大小及状态,通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化,输出电压UO=EK(E为供桥电压),对单臂电桥而言,电桥输出电压,U01=EK e /4o (E为供桥电压)。三
2、、器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、磁码(每只约20g)、数显表、15V电源、4V电源、万用表(自备)。四、实验步骤:1、根据图(1-1),应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的Rl、R2、R3、R4标志端。加热丝也接于模板上,可用万用表进行测量判别,R1=R2=R3=R4=35OQ,加热丝阻值约为50Q左右。应变片托盘图1-1应变式传感器安装示意图2、实验模板差动放大器调零,方法为:接入模板电源15V(从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调丹到大致中间位置,将差放的正、负输入端与地短接,输出端与主控
3、箱而板上数显电压表输入端Vi相连,调节实验模板上调零电位器RW4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档),完毕关闭主控箱电源。3、参考图(1-2)接入传感器,将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂,它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7在模块已连接好),接好电桥调零电位器Rwl,接上桥路电源4V(从主控箱引入),检査接线无误后,合上主控箱电源开关,先粗调VTRwl,再细调RW4使数显表显示为零。图12应变式传感器单臂电桥实验接线图4、在传感器托盘上放置一只磁码,读取数显表数值,依次增加祛码和减少舷码并读取 相应的数显表数值,记下实验结果
4、填入表(l-l)o重虽(g) 电压(mv) 增加舷码减少磁码5、根据表(1-1)计算系统灵敏度S : S=AV/AW(AV 为输出电压平均变化量;AW 重量变化量),计算非线性误差:6fl=Am/yF-SX100%,式中Am 为输出电压值(多 次测量时为平均值)与拟合直线的最大电压偏差量:yF S 为满量程时电压输出平均 值。五、思考题:单臂电桥时,作为桥臂的电阻应变片应选用:正(受拉)应变片(2)负(受压)应变片 (3)正、负应变片均可以。-4v 接主竝18电声输出 R4 Rl6RW3-E O ( 加热器 “E 生1(!)(!) o-15vdo 应变传感器实验模板接主控箱接数显表 电源输岀
5、Vi 地 . L .:6WiR2 Rl Oss RW2 C )RW3 O RW4实验十四电容式传感器的位移实验一、 实验目的:了解电容式传感器的结构及其特点。二、 基本原理:利用平板电容C=A/d 的关系,在 (介电常数)、A (极板而积)、d (极板距离)三个参数中,保持二个参数不变,而只改变其中一个参数,就可使电容 的容量(C )发生变化,通过相应的测量电路,将电容的变化量转换成相应的电压量, 则可以制成多种电容传感器,如:变的湿度电容传感器。变d 的电容式压 力传感器。变A 的电容式位移传感器。本实验采用第种电容传感器,是一种圆 筒形差动变而枳式电容传感器。 图4-1电容式传感器安装示意
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