新实验指导书

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1、传感器实验指导手册自动化系《检测与转换技术》实验指导书上海工程技术大学电子电气工程学院自动化系传感器实验指导手册自动化系前言CSY2000系列传感器与检测技术实验台主要用于《检测与转换技术》和《检测技术》课程的实验教学。CSY2000系列传感器与检测技术实验台上采用的传感器虽然是教学传感器，但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验进行的过程中，通过信号的拾取、转换和分析，掌握作为一个科技工作者应具有的基本的操作技能和动手能力。本实验指导书由于编写时间、水平有限

2、，又是初次使用，难免有疏漏谬误之处，热切期望读者提出宝贵意见。参加本实验指导书编写工作的教师有：陈小龙、张莉萍。2004年7月4日传感器实验指导手册自动化系实验目录实验一金属箔式应变片特性实验11.1金属箔式应变片——单臂电桥性能实验11.2金属箔式应变片——半桥性能实验31.3金属箔式应变片——全桥性能实验4实验二电涡流传感器变换特性实验62.1电涡流传感器的位移特性实验62.2被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验82.3被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验9实验三电容式传感器位移特性实验10实

3、验四直流激励时霍尔式传感器位移特性实验12b传感器实验指导手册自动化系实验一金属箔式应变片特性实验1.1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，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：ΔR/R=Kε式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l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元件，通过它转换被测部位受力状态变化。

4、电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压Uo1=EKε/4。三、需要器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源四、试验步骤：1、根据图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的左上方的R1、R2、R3、R4。图1应变式传感器安装示意图2、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，将实验模板调节增益电位器RW3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方

5、法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端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）。关闭主控箱电源。3、b传感器实验指导手册自动化系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与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7模块内已接好），接好电桥调零电位器RW1，接上桥路电源±4V（从主控箱引入）如图2所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节RW1，使数显表显示为零。图2应变式传感器单臂电桥

6、实验接线图1、在电子秤上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表数值，直到200g砝码加完。记下试验结果填入表1，关闭电源。表1重量（g）020406080100120140160180200电压（mv）正行程反行程2、根据上表计算系统灵敏度S，S=Δu/ΔW（Δu为输出电压变化量；ΔW为重量变化量）。计算线性误差（端基线性度）：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为满量程输出平均值，此处为200g。五、思考题：单臂电桥

7、时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可以。b传感器实验指导手册自动化系1.1金属箔式应变片——半桥性能实验一、实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。二、基本原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uo2=EKε/2。三、需要器件与单元：同实验1.1。四、实验步骤：1、传感器安装同实验1.1。做实验1.1中2的步骤，实验模板差动放大器调零。2、根据

8、图3接线。R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即将传感器中两片受力相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片作为电桥的相邻边。接入桥路电源±4V，调节电桥调零电位器Rw1进行桥路调零，实验步骤3、4同实验1.1中4、5的步骤，将实验数据记入表2，计算灵敏度S=Δu/ΔW，非线性误差（端基线性度）δf2。若实验时无数值显示，说明R2与R1为相同受力状态应变片，应更换另一个应变片。图3应变式传感器半桥实验