检测与转换技术指导书

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1、目录实验一金属箔式应变计三种桥路性能比较2实验二双孔应变传感器——称重实验4实验三电感传感器—差动变压器性能测试6实验四电容式传感器性能测试8实验五霍尔传感器性能测试（直流激励）10实验六MPX扩散硅压阻式传感器12实验七温度传感器—热电偶测温实验14实验八温度传感器——半导体热敏电阻性能测试16实验九温度传感器—集成温度传感器性能测试1819实验一金属箔式应变计三种桥路性能比较一、实验目的1、掌握应变传感器的基本工作原理；2、掌握应变传感器的测量电路（电桥电路）；3、学习传感器与计算机进行通信的方法；4、掌握利用虚拟仪器技术进行数据采集；5

2、、掌握对测试数据进行静态特性分析的方法。二、实验仪器直流稳压电源+4V、{公共电路模块}、贴于主机工作台悬臂梁上的箔式应变计、螺旋测微仪、数字电压表、计算机。三、预习要求1、认真阅读实验指导书，明确本次实验的目的，首先从理论上明白三种桥式电路的工作原理以及在本次实验中作用。2、按照实验指导书的实验内容及步骤写出详细的实验步骤。3、绘制与之对应的实验线路图，并说明详细的接线方法。4、绘制相应的实验数据表格（参照表1—1）以备数据记录使用。四、实验原理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表面，测件受力发生形变

3、，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。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，桥路对应桥臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为△R1/R1、△R2/R2、△R3/R3、△R4/R4，当使用一个应变片时，；当二个应变片组成差动状态工作，则有；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1=R2=R3=R4=R，。五、实验内容及步骤1、连接主机与模块电路电源连接线，差动放大器增益置于最大位置（顺时针方向旋到底），差动放大器“+”、“

4、—”输入端对地用实验线短路。输出端接电压表2V档。开启主机电源，用调零电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线，调零后模块上的“增益、调零”电位器均不应再变动。2、观察贴于悬臂梁根部的应变计的位置与方向，按图1－1将所需实验部件连接成测试桥路，图中R1、R2、R319分别为固定标准电阻，R为应变计（可任选上梁或下梁中的一个工作片），图中每两个节之间可理解为一根实验连接线，注意连接方式，勿使直流激励电源短路。3、将螺旋测微仪装于应变悬臂梁前端永久磁钢上，工作电压选用+4V（即：直流稳压电源选择开关置+4V档，从开关下方的+V、-V插孔输

5、出激励电源）。4、调节测微仪使悬臂梁基本处于水平位置。确认接线无误后开启主机，并预热数分钟，使电路工作趋于稳定。调节模块上的WD电位器，使桥路输出为零。图1-15、用螺旋测微仪带动悬臂梁分别向上和向下位移各5mm,每位移1mm记录一个输出电压值，并记入下表：表1-1位移mm电压V6、在完成以上实验内容的基础上，将图1－1中的固定电阻R1，换接应变计组成半桥（对应桥臂的应变片应选择一致），调节测微仪使悬臂梁基本处于水平位置，重复实验4-5步骤，完成半桥测试实验。7、将固定电阻R1、R2、R3，换接应变计组成全桥（对应桥臂的应变片应选择一致），调

6、节测微仪使悬臂梁基本处于水平位置，重复实验3-4步骤，完成全桥测试实验。8、应变片接入桥路时，要注意应变计的受力方向，一定要接成差动形式，即相邻桥臂受力方向相反，对应桥臂受力方向相同。9、使用测试程序对测试数据进行采集，并对其静态特性进行分析。六、思考题1、在应变片接入桥路时，如果没有接成差动方式，即相邻桥臂受力方向相同，对应桥臂受力方向相反，测试结果会有什么不同？七、实验报告要求1、在同一坐标上绘出三种测试结果的V-X曲线，分别计算和比较三种桥路的灵敏度，并做出定性的结论。19实验二双孔应变传感器——称重实验一、实验目的1、了解双孔应变传感

7、器的称重原理；2、掌握应变片性能的基本测试方法；3、掌握应变式传感器的基本应用方法。二、实验仪器直流稳压电源、双孔悬臂梁称重传感器、公共电路模块（一）{公共电路模块}，称重砝码（20克/个）、数字电压表。三、预习要求1、认真阅读实验指导书，明确本次实验的目的，从理论上明白双孔悬臂梁称重传感器的工作原理以及在本次实验中作用；2、按照实验指导书的实验内容及步骤写出详细的实验步骤；3、绘制与之对应的实验线路图，并说明详细的接线方法；4、并绘制相应的实验数据表格（参照表1—1）以备数据记录使用。四、实验原理本实验选用的是标准商用双孔悬臂梁式称重传感器

8、，四个特性相同的应变片贴在如图所示位置，弹性体的结构决定了R1和R3、R2和R4的受力方向分别相同，因此将它们串接就形成差动电桥。当弹性体受力时，根据电桥的加减特性