电子测量技术实验-传感器实验室

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1、现代检测技术实验实验指导书目录1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验3、实验二交流全桥振幅测量实验4、实验三霍尔传感器转速测量实验5、实验四光电传感器转速测量实验6、实验五E型热电偶测温实验7、实验六E型热电偶冷端温度补偿实验2实验一金属箔式应变片——电子秤实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，直流全桥工作原理和性能，了解电路的定标。二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。三、实验原理

2、：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为（1-1）式中为电阻丝电阻相对变化；为应变灵敏系数；为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。如图1-1所示，将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。图1-1双孔悬臂梁式称重传感器结构图2图1-2全桥面板接线图全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如

3、图3-1，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出Uo=（3-1）式中为电桥电源电压。为电阻丝电阻相对变化；式3-1表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。电子称实验原理同全桥测量原理，通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数使电路输出电压值为重量的对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成一台比较原始的电子称。四、实验内容与步骤1．应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。

4、2．差动放大器调零。从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档）。将电位器Rw3调到增益最大位置（顺时针转到底），调节电位器Rw4使电压表显示为0V。关闭主控台电源。（Rw3、Rw4的位置确定后不能改动）3．按图1-2接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两对应变片分别接入电桥的邻边。4．将10只砝码置于传感器的托盘上，调节电位器Rw3（满量程时的增益），使数显电压表显示为0.200V（2V档测量）。5

5、．拿去托盘上所有砝码，观察数显电压表是否显示为0.000V，若不为零，再次将差动放大器调零和加托盘后电桥调零（调节电位器Rw4使电压表显示为0V）。6．重复4、5步骤，直到精确为止，把电压量纲V改为重量量纲Kg即可以称重。25．将砝码依次放到托盘上并读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，记下实验结果，填入下表。6．去除砝码，托盘上加一个未知的重物（不要超过1Kg），记录电压表的读数。根据实验数据，求出重物的重量。重量(g)20406080100120140160180电压(V)0.0190.

6、0390.0580.0770.0960.1150.1340.1530.1727．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告1．根据实验所得数据计算系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量，ΔW重量变化量）；2．计算电桥的非线性误差δf1=Δm/yF..S×100％。式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差；yF·S为满量程（200g）输出平均值。3．全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成

7、全桥？六、注意事项实验所采用的弹性体为双孔悬臂梁式称重传感器，量程为1kg，最大超程量为120％。因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！2实验二交流全桥振幅测量实验一、实验目的：了解交流全桥测量动态应变参数的原理与方法。二、实验仪器：应变传感器模块、振动源、信号源、示波器（虚拟）。三、实验原理：将应变传感器模块电桥的直流电源E换成交流电源，则构成一个交流全桥，其输出u=，用交流电桥测量交流应变信号时，桥路输出为一调制波。当双平行振动梁被不同频率的信号激励时，起振幅度不同，贴

8、于应变梁表面的应变片所受应力不同，电桥输出信号大小也不同，若激励频率与梁的固有频率相同时则产生谐振，此时电桥输出信号最大，根据这一原理可以找出梁的固有频率。四、实验内容与步骤：1．不用模块上的应变电阻，改用振动梁上的应变片，通过导线连接到三源板的“应变输出”。2．将台面三源板上的应变输出用连接线接到应变传感器实验模块的黑色插座上，振动梁上的四个应变电阻通过导线接到应变传感器模块的虚线全桥上。3．按实验指导书图5-1连接电路，并根据实验指导书上实验五第3、4步调整系统，使系统输出为零。4．将信号源