《传感器技术》教学教案VIP免费

《传感器技术》实验指导书（水利与建筑工程学院电气工程专业）陈春国编写西北农林科技大学水利与建筑工程学院二0一四年十月目录实验一箔式应变片性能单臂电桥………………………………1实验二箔式应变片三种桥路性能比较…………………………3实验三半导体应变计直流半桥测试系统………………………5实验四箔式应变片组成的交流全桥……………………………6实验五差动变压器性能…………………………………………8实验一箔式应变片性能——单臂电桥一.实验目的：1.观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。2.测试应变梁变形的应变输出。3.比较各桥路间的输出关系。二.实验原理：通过本实验进一步了解箔式应变片及单臂电桥的原理和工作情况。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的表面。当测件受力产生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随同发生相应的变化。通过测量电路就可以转换为对应的电信号输出，并显示测量数据。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，桥路对角臂电阻乘积相等，电桥输出为零，这就是未受力时的零点。在四个桥臂上的电阻分别为、、、中，电阻的相对变化率分别为、、、，当使用一个应变片时，；当两个应变片组成差动状态工作时，则有；若用四个应变片组成二个差动对工作，且。通过上述可以看出单臂电路，半桥电路，全桥电路的灵敏度依次增大。三.实验设备：直流稳压电源（±4V档）、电桥电路、差动放大器、箔式应变片、测微头（或双孔悬臂梁、称重砝码）、电压表及连接线等。实验步骤：1.调零：开启仪器电源，差动放大器增益置于100倍（顺时针方向旋到底），“+、-”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，然后用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零值即可。调零后电位器位置不能变化，不许再动该电位器，然后拔掉实验线。如需要使用毫伏表，则应将毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居“零”位。拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常现象。不要在进行调零。调零后关闭仪器电源。2.按图1电路将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中、、和为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，为应变片（可任选上、下梁中的一片作为工作片）。直流激励电源电压为±4V，测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，适当调节使应变梁处于基本水平状态。3.确认接线无误后再开启仪器电源，并应使仪器预热3～5分钟后，才能进行实验。接好线后，请实验指导老师对接线进行检查，以免损坏仪器设备。调整电位器，使测试系统输出为零。4.旋转测微头，带动悬臂梁分别做向上运动；向下运动，以水平状态下输出为零。向上或向5.下运动各5mm，测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出电压值，并列入表中。（或在双孔悬臂梁称重平台上依次放上砝码，进行上述实验）。位移mm电压V根据表中所测数据计算灵敏读S，，并在坐标图上作出V—X关系曲线。五、注意事项：6.进行实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的插接线，以免引入干扰。7.接插线插入插孔时应轻轻地做一小角度旋转，以保证接触良好，拔出时也轻轻地旋转一下拔出，切忌用力拉扯接插线的尾部，以免造成导线断裂。8.不允许将稳压电源对地短路，以免损坏电源。实验二箔式应变片三种桥路性能比较一.实验目的：通过本实验进一步了解三种桥式测量电路的性能，各种桥路的工作原理及其电压灵敏度的大小。二.实验原理：已知单臂桥路、半桥电路、全桥电路如图所示，单臂桥路的，半桥电路的，全桥电路的。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于，电桥的灵敏度为，于是对应于单臂桥路、半桥、全桥的电压灵敏度分别为、、E。由此可知，当E和电阻相对变化率一定时，电桥电压灵敏度与各桥臂阻值大小无关。三..实验设备：直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头（或双孔悬臂梁、称重砝码）、电压表。四.实验步骤：1.在完成实验一的基础上，不变动差动放大器的增益和调零电位器，依次按图1、图2、图3的接线，将电桥固定电阻换成箔式应变片，组成半桥和全桥测试系统。2.重复...